laboreo de mineria

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas

Cátedra de Laboreo de Minas

CURSO DE LABOREO I

Profesores: D. Fernando Plá Ortiz de Urbina

D. Juan Herrera Herbert

Enero 2002

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

BIBLIOGRAFÍA

LUIS DE LA CUADRA: Curso de Laboreo de Minas.

G.J. YOUNG: Elementos de Minería.

V. VIDAL: Cursos de Explotación de Minas.

LANGEFORDS: Voladura de rocas.

V.V. RZHEVSKY: Opencast Mining. Unit Operations. Editorial MIR.

Opencast Mining. Technology and mechanization..

HEISE-HERBST: Compendio de Laboreo de Minas.

ROBERT N. PRYOR Y

T.C. ATKINSON: Open Pit Mining. Royal School of Mines. London.

FRITZSCHE: Tratado de laboreo de minas.

J. LESOURNE: Técnicas económicas y de gestión industrial.

La filosofía KAIZEN

SUTULOV: Minerals in world affairs.

PAUL A. HODGES: Conferencias sobre minería a cielo abierto en Sud-Africa.

GEORGE.O'ARGALL: Minerals transportation. Simposium del World Mining.

AIME-SME: Finance for minerals industry.

Surface Mining. 2th. Edition 1990.

Surface Mining. 1st. Edition 1967.

Economics of mineral industries. 4th edition .

Mine investement analysis.

Mining engineering handbook (2 tomos).

Underground Mining methods handbook.

Ore processing handbook.

Industrial Minerals and Rocks (2 tomos).

Mineral processing plant design.

Elements of practical coal mining.

CATERPILLAR - FSA: Programas informáticos EIA, MCS, MSC, FPC, LCC, EMF, RRR.

Simposio sobre tendencias mineras de Tucson (Arizona).

Manual de rendimientos. Edición 23.

PROF. J.W. MARTIN: Surface Mining Equipment. Colorado School of Mines.

DANIEL YERGIN: La historia del petróleo. Plaza y Janes 1992.

SEREDA Y SOLOVIOV: Perforación de pozos de petróleo y de gas Natural. Editorial MIR.

JEAN NOEL GIRAUD: Geopolitique des resources minieres. Ecole des Mines de París

ENRIQUE AZCARATE: Introducción a la metodología de investigación minera. I.G.M.E.


R. LUNAR Y R. OYARZUN: Yacimientos minerales. Editorial CERA. 1991

FERNANDO PLÁ: Minería a cielo abierto. Su presente y su futuro. Gijón 1967

Apuntes de Minería a Cielo Abierto.

Cursos de postgrado y doctorado. Fundación Gómez Pardo.

Manual de Perforación y Voladura. I.G.M.E-E.P.M.

Diseño de Pistas Mineras. I.G.M.E.-E.P.M.

Factores Geomecánicos en el Arranque. I.G.M.E.-E.P.M.

Minería Química (con Llorente y Martínez Nieto) I.T.G.E.-E.P.M.

I.T.G.E. Manual de arranque, carga y transporte en MCA. E.P.M.

Manual de seguridad en explotaciones a cielo abierto. E.P.M.

Granitos de España..

Mármoles de España.

Pizarras de España.

Directorio de la minería española.

FRANCISCO ROMAN: Anuario de la Asociación nacional del plomo. Años 1990-1992

F. APARICIO IZQUIERDO: Selección y formación del profesorado en EDUTEC.

MINER: Reglamento general de normas básicas de seguridad minera.

Informes de la Comisión de Seguridad Minera. Años 1985 -1990

Colección de normas de Instrucciones Técnicas Complementarias

REPSOL EXPLORACIÓN: Reglas básicas de seguridad.

RÍO TINTO MINERA: Reglamento interno de seguridad.

CLUB DE ROMA: The limits to growth.

M.L. MUIR: Reclamation of surface mined land.

ENG.& MINING JOURNAL: Operating handbook of mineral surface mining.

Alluvial Mining Book.


REVISTAS MINERAS: Industria Minera de la A N de Ingenieros de Minas de España

Canteras y Explotaciones . ESPAÑA

Rocas y Minerales. ESPAÑA

Ingeopress. ESPAÑA

Mining Engineering of American Institute of Mining Engineers.

International Mining. USA

Annales de Mines. FRANCIA

Mines et carriéres. FRANCIA

Engineering and Mining Journal. USA

Mining Magazine. U.K.

World Mining Equipment. USA

Minerals Industry. U.K.

Rocks products: USA

Quarrying. SUD-AFRICA

World Oil. USA

Oil & Gas journal. USA

Coal Age. USA

World coal. USA

Bulletin of the Institution of Mining and Metallurgy of London.U.K.

Bulk solids handling. ALEMANIA

Anuario del País de 1982 a 1993. ESPAÑA

Alluvial Mining, EM/J Noviembre 1989. USA.

PROYECTOS FIN DE CARRERA DE LOS ALUMNOS-INGENIEROS DE LA

E.T.S.I. MINAS DE LA U.P. DE MADRID:

D. Miguel Fernández Pool

D. Francisco Javier Querol

D. José Ramón Molla

D. Julio Lucini Baquerizo

D. Arturo Gutiérrez del Olmo

D. Manuel Jesús Jiménez

D. Juan Luis Plá de la Rosa

TESIS DOCTORALES

D. Aristides Sotomayor

D. Alejandrino Gallego

D. Alfonso Gracia Plaza

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Direcciones mineras en Internet de consulta.

Organizaciones y Asociaciones mineras

• American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers

• Centre for Energy & Economic Development

• Chamber of Mines of South Africa

• Copper Development Association

• Instituto de Ingenieros de Minas de Chile

• Institution of Mining and Metallurgy

• Society of Mining, Metallurgy and Exploration

• CIM. Instituto de Minería del Canadá

• Instituto de Ingenieros Civiles de España

• Asociación de Ingenieros de Minas de España

• Global Mining Iniciative. Www.globalmining.com

• Bureau de Recherches Geologiques et Minieres. www.brgm.fr

Empresas Mineras

• Arco

• Ashland Coal Inc.

• Barrick Gold Corporation

• Broken Hill Propietary

• Caterpillar Inc.

• Detroit Diesel Corporation

• Homestake Mining Company

• Kaiser Aluminum Corporation

• Newmont Mining Company

• Peabody Holding Company, Inc

• Phelps Dodge Corporation

• Western Mine Engineering Inc.

• Companhia Vale do RioDoce, www.CVRD.com.br

• RioTinto. www.Riotinto.com

• Billiton-BHP. www.billiton,com

• M.I.M. Holdings Ltd www.mim.com.au

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Gobiernos

• Mine Safety and Health Administration

• Office of Surface Mining

• US Environmental Protection Agency

• US Geological Survey

• Instituto Geológico y Minero de España. www.igme.es

• Ministerio de Industria de Francia. www.industrie.gouv.fr

Otros

• Info-Mine

• MineNet

• Mining USA

• The Northern Miner

• World Mining Equipment

• Quadrem.com

• Metal Bulletin, metallbulletin.plc.uk

• Metal Prices. Metalprices.com

• World Oil. Www.world.oil.com

Universidades

• Colorado School of Mines

• New Mexico Institute of Mining and Technology

• Pennsylvania State University Department of Energy, Environmental and Mineral :

Economics

• South Dakota School of Mines and Technology

• University of Missouri-Rolla School of Mines

• West Virginia University Mining Extension Service

• Universidad Politécnica de Madrid. www.upm.es

• Escuela de Minas de Madrid. www.minas.up..es

• Ecole de Mines de Paris. www.ensmp.fr

• Cepade Campus virtiual UPM. www. Cepade.es

• Royal School of Mines. www. mt.ic.ac.uk

• Asociacion de Escuelas de Minas Iberoamericanas. www.Minas.upm.es.aiesmin.htm

EL AUTOR

Fernando Plá Ortiz de Urbina, extremeño, terminó sus estudios en Madrid, obteniendo el titulo de

Ingeniero en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas en 1961.

Comenzó su carrera profesional en la Mina subterránea de Alfredo en Río Tinto y pasó

posteriormente a la Mina a cielo abierto de Corta Atalaya, en ambos casos para extraer Pirita para

la fabricación de Ácido Sulfúrico. En !967 fue encargado del Proyecto de la nueva mina de Cerro

Colorado para extraer Cobre, oro y plata por nuevos sistemas de cielo abierto y con el que obtuvo

el titulo de Dr. Ingeniero llegando, en 1970, a Director de las operaciones del Centro Minero de

Río Tinto.

En 1975 paso a ejercer la Ingeniería libre como asesor de varias Compañías mineras y

colaborando en los proyectos de Cerredo, San Antonio, Puertollano, Reocín, Sabero, etc. En 1977

funda la empresa Fernando Plá, Estudios y Proyectos Mineros (E.P.M.) con la que realiza una

gran número de trabajos para empresas nacionales e internacionales, colaborando con la British

Mining Consultants en la realización de planes estratégicos para el desarrollo del cielo abierto en

cuencas mineras como Puertollano, Collalampa, Fabero, Berga, Utrillas, Reocín, Río Tinto,

Fluoruros de Asturias, Fila Maestra (Venezuela), Peñarroya, etc.

En 1976 comienza a impartir cursos de minería a cielo abierto en FRASER y es reclamado por la

Escuela de Ingenieros para incorporarse al Claustro de Profesores para impartirlas en el Centro

de Madrid, pasando a profesor titular de Minería a Cielo Abierto en 1978. En 1987 obtiene la

cátedra de Laboreo de Minas en reñida competencia, cargo que ejerce en la actualidad. Desde

hace 15 años imparte los cursos de Doctorado sobre dicha especialidad y también ha dirigido el

curso de Minería de la Universidad Internacional Menéndez y Pelayo en Sevilla.

Ha sido asesor minero de Explosivos Río Tinto, después Ercros, Enusa, Hullas de Coto Cortés,

Cavosa, Enadimsa, Cavoven y Encasur y es miembro de la Asociación Nacional de Ingenieros de

Minas de España, Ex Fellow Member del Institution of Mining and Metallurgy de Londres y Miembro

de la American Institute of Mining Engineers. Fue Secretario del Club Español de la Minería y

Presidente del Comite de Recursos Minerales del mismo. En 1990 obtuvo la convalidación del

titulo de European Engineer. En 1995 fue nombrado Presidente del Consejo de Minas de Río Tinto

S.A.L y en 1998 Consejero Director General de la misma para intentar un difícil y extremado caso

de supervivencia de la Cuenca Minera en que había empezado su carrera profesional, no

teniendo más remedio que parar la explotación para evitar las fuertes perdidas producidas por las

bajas cotizaciones de los metales.

EL AUTOR EN LA MINA Y VISTO POR LOS ALUMNOS


PROLOGO DEL AUTOR A LA EDICIÓN INFORMATIZADA DEL AÑO 2002

A principios de 1983 fue nombrado Director General de Instituto Geológico y Minero de España

mi amigo y compañero D. José Enrique Azcárate Martín, con quien había llevado a cabo diversos

trabajos en la empresa EPM, que por entonces dirigía. En unas fructíferas reuniones llegamos al

acuerdo de proceder a realizar una serie de publicaciones sobre temas y procedimientos mineros

que complementarían las abundantes publicaciones que el IGME llevaba a cabo sobre aspectos

geológicos para hacer honor a su doble nominación, claramente desequilibrada a favor del

primero de sus apellidos. A lo largo de 8 años y con el renovado apoyo de los siguientes

Directores del Instituto Sres, Querol y Llorente se lograron publicar unos 8 manuales sobre temas

tan variados y complementarios como Perforación y voladura, Carga y transporte, Diseño de

pistas mineras, Selección de equipos, Seguridad e higiene, Restauración de espacios mineros,

Estudios de viabilidad y Minería química. Esta tarea ha sido seguida con gran éxito y acierto por

el Profesor López Jimeno en su cátedra de Proyectos Mineros de la Escuela de Minas en

colaboración con Ingeopress. El último de los objetivos perseguidos era un libro que definiera los

principios modernos del Laboreo de minas o de Tecnología minera.

En realidad este libro nació hace unos 30 años, cuando era un joven Ingeniero - Jefe de la Corta

Atalaya en Minas de Río tinto y me daba cuenta que una nueva minería nacía muy diferente de

la tradicional y obsoleta que entonces se explicaba en las Escuela de Minas de España y que se

comenzaba a desarrollar con fuerza en el mundo sajón, en donde había tenido la fortuna de pasar

una etapa de formación en Sudáfrica. Mi primer trabajo, escrito para y presentado en las Jornadas

Mineras Nacionales de Gijón en 1967, sobre esta nueva forma de contemplar la minería y de

llevarla a cabo tuvo su posibilidad real de demostración en la realización del proyecto de Cerro

Colorado entre 1967 y 1975, y confirmado posteriormente en varios proyectos particulares o

privados para diversas minas del país y algunas pocas del extranjero.

Cuando en 1976 comencé a impartir las primeras clases de minería a cielo abierto en la Escuela

de Minas de Madrid como adjunto del catedrático D. Luis de la Cuadra y sobre todo en los

primeros cursos de posgrado y doctorado realizados en la Fundación Gómez Pardo bajo la

dirección del Profesor Montes Villalón, me vi en la necesidad de publicar una serie de cuadernos

de apuntes sobre los diferentes y cíclicos procesos de la minería moderna. De tales apuntes han

surgido posteriormente gran parte de los libros publicados con el IGME, que claramente tenían


un claro fondo práctico y aplicado, como correspondía a su denominación de Manuales, salvo el

de Minería Química, que más bien respondía a un tratado práctico que a un manual, por el gran

peso que en su redacción tuvieron dos grandes químicos como el Profesor Llorente y sobre todo

D. José Martínez Nieto, gran amigo y compañero de trabajo en Cerro Colorado y su hijo.

Por lo tanto este trabajo es o intenta ser un libro conceptual y aclaratorio de los principios y

fundamentos que modernamente guían la tecnología minera, que en castellano desde siempre

ha sido denominada Laboreo de Minas. Corresponde básicamente a la adicción de los temas

impartidos en las clases de 5º Curso de Laboreo y de 6º Curso de Minería a cielo abierto

ampliados con los que antiguamente realizaba en la Fundación Gómez Pardo para Posgrado y

doctorado, modernizados y puestos al día en cuanto a datos u otros aspecto más variables con

el tiempo como las producciones y los costes y algunas de las conferencias o lecciones que he

llevado a cabo en algunos Congresos en los que he participado últimamente y en alguna

Universidad de Verano, en la que hemos dirigido algún curso sobre minería actual sobre temas

de Innovación y aplicaciones de nuevos procedimiento o técnicas operativas, así como de las

tendencias previsibles en la minería del futuro para superar la actual situación, mucho más grave

en España y en Europa que en el resto del mundo y especialmente para Iberoamérica en donde

las inversiones mineras tan espectaculares en estos momentos hacen prever un futuro muy

esperanzador en este sector industrial durante el nuevo siglo XXI.

Este nuevo libro informatizado ha sido dividido en dos partes, como corresponde al nuevo Plan

de Estudios de 1996 en la Escuela de Minas de Madrid, que ha partido la antigua asignatura en

Laboreo I y Laboreo II y Explosivos impartidas en tercer curso y está complementado con las

nuevas asignaturas de 4º curso denominadas “Diseño de explotaciones mineras” y la de 5º curso

llamada “Evaluación y Planificación minera”, que ya ha sido publicada en Internet con la ayuda de

los profesores Moyano y Herrera y de mi hijo Fernando en el capítulo correspondiente a la

comercialización y mercado de minerales.

Y, a mi vuelta de una nueva y final etapa en Minas de Río Tinto, en donde he simultaneado mi

labor de Catedrático con la de Presidente y Director General para intentar lograr una superviven-

cia a todas luces casi imposible, dadas las cotizaciones de los metales en la última época, tomé

la decisión de proceder a realizar esta nueva edición informatizada en el año 2001, y para ello he

podido contar con la colaboración del nuevo Profesor de la Asignatura D. Juan Herrera Herbert,


que ha corregido y mejorado algunos de los capítulos de los temas que él imparte en los últimos

años y de los alumnos becarios D. Carlos Sánchez García y D. Santiago Sabroso Lorente, que

han logrado pasarlo a los nuevos lenguajes informáticos para que los alumnos e interesados

puedan disponer de este libro en Internet dentro de las publicaciones de la Cátedra en la pagina

Web del Departamento de Explotación de Recursos Minerales y Obras Subterráneas de la Escuela

de Minas de Madrid.

Pero al tiempo de modernizar la edición, se ha procedido a actualizar algunos de los datos como

las estadísticas mineras, los cuadros, mejorar las figuras y los gráficos, introducir imágenes

escaneadas de Explotaciones mineras y de la moderna maquinaria, que en estos años han

aparecido y también a adaptar las unidades económicas a la nueva moneda, que sustituye a la

vieja y poco seria moneda española de tan poco valor minero internacional.

Madrid 30 de Enero de 2002


-1-

CAPITULO I. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE LA TECNOLOGÍA MINERA

1. DEFINICIÓN, OBJETO Y CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LA TECNOLOGÍA MINERA

O DEL LABOREO DE MINAS.

Establecer el concepto de Tecnología Minera implica la necesidad de expresar la idea o ideas que

permiten entender su significado, los conocimientos y las áreas de actividad a que se hace

referencia implícita en tal denominación, sus límites y las características que identifican y

diferencia su contenido.

En la definición conceptual de un término es muy importante tener en cuenta el contexto donde

se aplica. El significado de las palabras evoluciona con el tiempo y adquiere unos diferentes

valores o matices en unos diferentes ámbitos sociales, culturales o intelectuales. Por otra parte,

aún cuando nos apoyemos en unas definiciones más o menos generales, e incluso aunque propu-

siéramos la que mejor exprese nuestro propio concepto de la "Tecnología Minera", es preciso

destacar la dificultad de abarcar con unas frases, la expresión más certera de toda la gama de

elementos y de los matices que configuran el concepto. Corroborando lo anterior, basta con

recordar las acepciones que el Diccionario de la Lengua de la Real Academia Española, asigna

a la palabra Tecnología.

- Conjunto de conocimientos propios de un oficio mecánico o un arte industrial.

- Tratado de los términos técnicos.

- Lenguaje propio, exclusivo o técnico de una ciencia o de un arte.

No creemos que sea preciso ni necesario justificar que la palabra Tecnología posee, en nuestros

días, un significado mucho más amplio que aquel definido por el Diccionario, tanto por la

naturaleza de los conocimientos a que se refiere, como por las áreas de las actividades humanas

en que se aplica..

Una definición más cercana al actual momento y más apropiado del concepto de Tecnología

puede ser la siguiente:

Conjunto de los conocimientos y procedimientos que permiten al hombre transformar

y utilizar los recursos naturales y los productos artificiales para la satisfacción de sus

necesidades.


-2-

Esta definición tiene el inconveniente de una excesiva generalización y aún así, es claramente

insuficiente para comprender ciertas utilizaciones del término como pueda ser el caso de la

Tecnología Educativa o Psicológica, en su concepción actual. La Tecnología Minera queda

bastante bien englobada, en esta definición, como un tipo particular de la tecnología que se

refiere a la extracción, transformación y utilización de unos recursos y productos naturales para

la satisfacción de las necesidades humanas, como son los procedentes del Reino Mineral. Esta

definición resulta todavía imprecisa e incompleta para nuestros fines ingenieriles. Se hace

necesario determinar mejor el contexto que nos interesa para poder concretar su significado.

Dicho contexto es, lógicamente, el de la moderna ingeniería y más concretamente el de la

Ingeniería Minera de nuestros días.

La ingeniería ha sido definida como "el arte de aplicar la ciencia y la matemática al uso

económico de los materiales y de las fuerzas existentes en la naturaleza o producidas

adecuadamente, con la aportación de unos estudios y de su experimentación".

Por otra parte el "Mining Engineering Handbook" del A.I.M.E. establece, más concretamente, las

siguientes tres áreas fundamentales de la Ingeniería Minera: "Las ciencias de la Tierra"

(Geología), "El diseño de las explotaciones" (Laboreo) y "El tratamiento de los minerales"

(Mineralurgia). A estas áreas corresponden los distintos procesos y operaciones para la

fabricación del producto de origen mineral en la forma requerida por la sociedad.

John V. Beall, en 1973, clasificaba las operaciones esenciales de la tecnología minera en:

- Exploración y evaluación del cuerpo mineralizado

- Diseño e ingeniería del método de explotación

- Arranque

- Carga y Transporte

- Servicios

- Mantenimiento de la maquinaria y organización del trabajo

- Planificación y Control

- Tratamiento del mineral para su beneficio.

En una primera aproximación, podemos establecer que la Tecnología, llamada en forma

tradicional, castellana y minera "LABOREO DE MINAS", se ocupa de aquellos procesos y

operaciones comprendidas entre el descubrimiento de la materia prima y el tratamiento del


-3-

mineral, sin incluir ninguna de estas fases. Teniendo en cuenta todas las anteriores consideracio-

nes y algunas otras definiciones, expresamos nuestra propia definición de la Tecnología Minera

o Laboreo de Minas como:

- El conjunto de conocimientos relativos a los métodos, sistemas, procesos, máqui-

nas e instrumentos que permitirán la extracción de la materia prima necesaria

para la obtención de unos productos minerales, según aquellas especificaciones

establecidas en su comercialización y en base a unos criterios económicos.

Se supone que las especificaciones, establecidas por el mercado, se ajustan adecuadamente a

las exigencias que impone el posterior uso de la materia prima y que ésta contribuye a satisfacer

una necesidad humana o lo que es lo mismo se trata de un "bien". El término de "bien económico"

debe entenderse, en un sentido muy amplio, como el uso racional y optimizado del capital, de los

materiales, de la energía, de la capacidad y de la calificación de los recursos humanos empleados

en su proceso.

En consecuencia, el objeto de la Tecnología Minera es el uso económico, en el sentido

señalado anteriormente, de los distintos factores productivos, en la extracción de los

minerales para obtener unos productos más concentrados, que satisfacen las

necesidades del hombre, a través de su posterior transformación o bien directamente.

Como consecuencia inmediata de la anterior definición propuesta, la Tecnología Minera o Laboreo

debe de abarcar el conocimiento y los criterios de aplicación acerca de:

- Los minerales y especialmente de aquellas características que interesan desde el punto

de vista de los procesos a que se les tienen que someter para su transformación. Son sus

características físicas, químicas y mecánicas.

- Los métodos de extracción, sus fundamentos, las formas de desarrollarlos, las variables

que intervienen en los mismos y sus influencia en los resultados finales.

- Los procesos, las máquinas y los aparatos disponibles para su utilización. Sus fundamen-

tos, su funcionamiento y los campos de aplicación específicos; su selección más conve-

niente en cada caso o circunstancia.

- Los sistemas y técnicas de trabajo como un conjunto ordenado e interrelacionado de

procesos y operaciones elementales rutinarias y repetitivas.


-4-

- Las herramientas, útiles y elementos de consumo en el trabajo. Su geometría, robustez,

composición y materiales de los que están construidos y las condiciones de su empleo

más adecuado.

- Los procedimientos y los mecanismos para llevar a cabo la extracción, el transporte y el

mantenimiento estable y más seguro de los huecos generados en el proceso minero.

- Los criterios de mejora y optimización en el uso de los distintos elementos del proceso y

la determinación más correcta y el control de los costos de cada una de las operaciones.

De esta larga relación de conocimientos necesarios se puede deducir la amplitud de los materiales

que exige la Tecnología Minera y el gran número de las interrelaciones con otros campos

científicos o técnicos, entre los que deberemos destacar:

La físico-química y la metalurgia que contribuyen al mejor conocimiento de los

materiales que son objeto de la extracción y que serán utilizados para su posterior

transformación como una materia prima de la industria.

Las teorías de elasticidad, plasticidad y resistencia de los materiales que aportan

los fundamentos, tanto para comprender el comportamiento de los componentes de las

máquinas, como para el estudio de los procesos de construcción de los huecos mineros

que implican una deformación permanente o la separación de sus partes por medio de la

voladura o por corte directo.

La cinemática y dinámica de las máquinas, así como el diseño ergonómico de las

mismas, de las que la técnica minera reclama unas soluciones específicas y a las que

aporta algunas ideas y datos experimentales y reales muy útiles para el continuo

perfeccionamiento de los mecanismos y de los materiales que las constituyen.

La economía y organización de empresas para la adopción de aquellos criterios de

optimización de los procesos e incluso de los mismos sistemas de trabajo.

La electricidad, electrónica, automática y robótica, que junto a la informática

aportan cada día unas soluciones más perfectas para las continuas necesidades de

mecanización y automatización de las operaciones mineras.

Las técnicas de transportes que aportan los conocimientos para lograr las soluciones

más económicas a los graves problemas de manipulación y del traslado de los grandes

volúmenes de productos minerales en las sucesivas etapas de su transformación y

comercialización. Estas técnicas alcanzan una máxima importancia en los procesos


-5-

mineros por su gran incidencia en los costos y en las inversiones.

La termodinámica y la mecánica de fluidos, en que la primera contribuye a la compren-

sión de los fenómenos del proceso de la voladura con explosivos y la segunda a la utili-

zación de aquellos dispositivos oleodinámicos y neumáticos útiles para la operación y el

control de las máquinas y a los problemas de evacuación de los líquidos, gases y de la

ventilación de las explotaciones subterráneas.

Y por último, pero no menos importante, la ergonomía, que puede aportar aquellos

conocimientos que permiten mejorar las condiciones en que el hombre participa en el

proceso minero, con una merecida fama de ser duro y peligroso.

Es importante destacar algunas de las características diferenciadoras de la Tecnología Minera

que, sin ser exclusivas de la misma, contribuyen a precisar mejor ciertos aspectos en su

concepción actual.

El Carácter Interdisciplinar

Con la enumeración anterior ha quedado de manifiesto la alta relación que esta tecnología guarda

con otros campos de la actividad industrial, ya que en el fondo la tecnología minera es una parte

prioritaria, básica y fundamental de la Ingeniería Industrial a la que debe de aportar la materia

prima necesaria para su transformación. Además, es un hecho, que, actualmente, los progresos

científicos y técnicos han logrado aumentar la buena interrelación disciplinar de todos los dominios

del conocimiento y del saber y muy especialmente en el campo de las tecnologías. Problemas que

en otros tiempos eran irresolubles o se resolvían de una forma intuitiva y rudimentaria reclamarán,

hoy en día, el concurso de distintas ciencias y de otras técnicas para su óptima solución en base

a los adelantos surgidos en otros campos. Este carácter interdisciplinar exige del Ingeniero actual

una gran amplitud de conocimientos básicos y una clara actitud de "apertura mental al trabajo en

equipo", a menos que se limitara y conformara con un quehacer rutinario, decadente y localista.

Por otra parte, cada día es más difícil establecer con precisión aquellos límites que separan los

conocimientos de las actividades industriales entre sí y muy especialmente en el campo minero

es muy imprecisa una nítida separación con la industria transformadora, máxime en el moderno

concepto de aquellos nuevos métodos mineros como los casos de la minería de lignitos o la

minería química, en la que los propios sistemas de los trabajos mineralúrgicos se llegan a


-6-

introducir en la propia mina o los productos de esta son tratados en la bocamina.

Su desarrollo reciente

No resulta exagerado decir que la Tecnología Minera, desde el punto de vista de una actividad

humana, es tan antigua como la propia vida del hombre consciente sobre la tierra. Todo

conocimiento acerca de la vida del hombre, de cualquier época, hace referencia a la utilización

de unos materiales de origen mineral. Su obtención implicaba la transformación, en mayor o

menor medida, de los próximos recursos naturales con la ayuda de sus manos o de unas

herramientas más o menos rudimentarias.

No obstante lo anterior, se puede asegurar que, al igual que en otras Tecnologías, la mayor parte

de los conocimientos, de los procesos o técnicas que hoy configuran el contenido del Laboreo de

Minas, han sido adquiridos y desarrollados en los últimos dos siglos e incluso, que los más

modernos procedimientos han sido realmente incorporados en las dos últimas décadas.

Hasta finales del siglo pasado y, actualmente en algunas tradicionales cuencas mineras, el

empirismo, la producción en pequeñas minas o canteras de carácter familiar o individual, así como

la concepción artesanal de las operaciones, el bien llamado "Arte minero", eran las características

tecnológicas dominantes. Por el contrario la verdadera fundamentación científica, el buen

aprovechamiento racional de los componentes mineralógicos que constituyen los modernos y

complejos recursos disponibles en la naturaleza, la producción masiva de las grandes máquinas

y la automatización de los procesos, que caracterizan una gran parte de la actividad minera actual,

han alcanzado su más amplio desarrollo en las últimas dos décadas. Este hecho es, tanto más

importante, en la medida que permite pronosticar una evolución análoga, si no mayor en los

próximos años. La influencia que esta permanente evolución e innovación tendrá en la concepción

del perfil formativo de los nuevos ingenieros va a ser indudable, por lo que tendrán que tener una

actitud mucho más abierta hacia los cambios en la tecnología, que el antiguo carácter más

conservador de las experiencias adquiridas por la vía de la tradición gremial y por la transmisión

oral de los conocimientos y de las técnicas.

La diversidad de métodos y sistemas

Originado por la propia diversidad de los mismos minerales, de sus diferentes procesos de

tratamiento y de las muy variantes aplicaciones en la industria y aún limitándonos a las


-7-

extracciones de los metales, combustibles, materiales de la construcción y de los minerales

industriales podemos agrupar los métodos mineros en tres grandes grupos:

- Métodos por minería a cielo abierto

- Métodos por minería subterránea

- Métodos por sondeos

y a su vez cada uno de ellos abarcará distintos submétodos que vienen a diferenciar a las distintas

especialidades de los Ingenieros de Minas según su posterior dedicación profesional. Dentro de

cada uno de los métodos, la elección del sistema, del proceso o de la máquina son las fases

posteriores de la tecnología minera que queda enmarcada en el siguiente esquema:

MÉTODO ---> SISTEMA ---> PROCESO ---> MAQUINA

MÉTODO

CIELO ABIERTO

SUBTERRÁNEO

SONDEOS

SISTEMA

CONTINUO

DISCONTINUO

MIXTO

PROCESOS

FINANCIACIÓN ARRANQUE CARGA TRANSPORTE VERTIDO TRATAMIENTO COMERCIALIZACIÓN

EQUIPOS Y MAQUINAS

SERVICIOS

Los sistemas de extracción continua

El arranque de los minerales y rocas, por la interacción mecánica de una herramienta, máquina

o pieza sobre la roca que vence su resistencia y cohesión y que permite una extracción y

transporte en forma continuada. Es el caso de la minería por los sondeos de petróleo, del agua

y de otros líquidos o gases, así como de la moderna minería de las rozadoras en tajo largo, de

las rotopalas, los minadores continuos, las dragas o la minería hidráulica.


-8-

Los sistemas de extracción discontinua

El arranque de los minerales o materiales rocosos se efectúa, generalmente, por unos

procedimientos cíclicos, pendulares e iterativos utilizando muy diferentes técnicas, energías y

procedimientos como son las aplicaciones mecánicas, eléctricas, los impactos, las químicas, la

erosión, la hidráulica, el láser, el calor y muy especialmente el clásico y muy extendido uso de la

voladura con explosivos.

Los procesos mineros

Además de los tradicionales y necesarios procesos del arranque, como una primera fase

definitoria del método y de los sistemas a utilizar y que evidentemente condicionan a los procesos

posteriores, debemos enumerar los necesarios y clásicos procesos de:

- Carga

- Transporte

- Vertido y almacenamiento

tanto de los minerales como para los inevitables estériles y los materiales marginales que definen

la preparación y la apertura de la explotación. Y muy especialmente, en la moderna minería, el

proceso de tratamiento del mineral hasta darle el mayor valor añadido en la propia mina y que por

su importancia constituirá, en si mismo, la asignatura de Preparación de minerales, conocida en

castellano como "Mineralurgia", cada día más estrechamente unida al propio concepto de la

misma Explotación de Minas.

Otros procesos básicos de la moderna minería, en la que vienen a definir el propio método y

sistema de laboreo por la selección adecuada de los equipos y máquinas, es tanto el manteni-

miento de estos para alcanzar la mejor eficiencia, la disponibilidad y la utilización, como todo el

proceso de la financiación para conseguir los cuantiosos recursos económicos necesarios y,

paralelamente, la comercialización de los productos vendibles de la mina que producirán los flujos

de retorno para pagar aquellos y producir los esperados y necesarios beneficios.

La anterior enumeración de los procesos, con tantas limitaciones como cuantas se pretendan

realizar con un carácter generalista, para agrupar una actividad tan amplia y compleja como es

la minería, entendemos que resulta lo bastante completa como para dar una idea inicial de toda

la gama de actividades cuyo estudio aborda la Tecnología Minera con la concepción y alcance


-9-

que anteriormente le hemos atribuido.

Y esta amplitud de procesos se debe de correlacionar con la gran variedad de aquellos materiales

que son objeto de la extracción minera. Los metales y los combustibles son los que ocupan un

lugar preferente en los trabajos relacionados más comúnmente con la Tecnología Minera, pero

no se deben olvidar las muy importantes cantidades de materiales necesarios en las industrias

de la construcción, que junto a aquellos suponen más del 80% del tonelaje extraído anual y

mundialmente. Sin embargo, cada día aumenta la importancia de otros nuevos minerales, como

los químicos y productos cerámicos o vidrios, que según algunas predicciones de algunos

científicos, pueden alcanzar en el futuro unas producciones próximas a las que hoy alcanza el

hierro, especialmente en aquellos destinados a la producción de los fertilizantes, base de la

importante revolución verde que debe conseguir alimentar a toda la humanidad.

La maquinaria minera

Y por último, una gran variedad de máquinas y de equipos disponibles actualmente en el mercado,

que supera a la de los mismos procesos, que son los que exigen unas diferentes soluciones

instrumentales, y que las grandes fábricas de bienes de equipo y las empresas de ingeniería han

desarrollado en los últimos decenios. Las especiales máquinas utilizadas para el desarrollo de los

diferentes procesos de la extracción por un arranque directo han recibido la denominación

genérica de máquinas - método, y han sido definidas por Pryor (1979) como:

Conjunto de componentes y estructuras, soportes de piezas de arranque y

transporte, accionamientos, órganos para la transmisión de la energía mecánica

y para el control del arranque, con el objeto de vencer las características

geomecánicas de la roca, mediante la separación de unos trozos manejables

mediante una serie de operaciones que van a constituir básicamente el propio

método de explotación.

El alto grado de desarrollo de estas máquinas, llevado a cabo en las últimas décadas, y la

creciente implicación del conjunto de proceso - máquina - producto y la disminución de la

acción directa del hombre en su control, convierten su conocimiento en un importante capítulo de

la Tecnología Minera.


-10-

La moderna minería de cielo abierto a base de rotopalas, de grandes dragas flotantes y de

dragalinas ha conseguido ser un ejemplo perfecto de obtención de grandes producciones horarias

y de productividades por hombre que permiten unos bajos costos, de la misma forma que los

minadores continuos, topos, rozadoras y cepillos han logrado, en la minería subterránea, competir

con el método de sondeos, de por si un sistema continuo de extracción de fluidos. Esta clara

tendencia de la minería moderna hacia la continuidad, no solo ha sido posible gracias al desarrollo

de los equipos mineros de una mayor envergadura y capacidad, sino también a la ampliación del

propio concepto de la minería al poderse trabajar y extraer algunas rocas y substancias con tan

poco valor económico que, anteriormente eran impensables de ser aprovechados por la

humanidad. La aparición de la moderna minería blanda, así como la aplicación de algunos de

estos criterios mineros a las grandes obras públicas ha permitido el desarrollo de una maquinaria,

capaz de tratar en forma continua y cada día más automática los nuevos materiales rocosos para

su utilización por el hombre.

2. RESEÑA HISTÓRICA DE LA TECNOLOGÍA MINERA

Como ya se ha mencionado anteriormente, la primera actividad tecnológica minera, en su sentido

más amplio, es tan antigua como la propia existencia del ser humano. Desde los inicios de su real

existencia sobre la tierra, el hombre ha procurado modificar su entorno natural para acomodarlo

a sus necesidades y para ello ha utilizado unas herramientas y unas materias primas más o menos

rudimentarias y con ellas ha transformado los materiales e ideado unos procedimientos para

poder hacer más eficaz su acción sobre los elementos. La tecnología ha sido para el hombre un

medio de lucha contra su entorno, en la mayoría de los casos hostil, para hacerlo más habitable

y para mejorar sus condiciones de vida. También, no se puede negar, ha sido utilizada para su

propia destrucción y, su uso incontrolado, ha llegado a crear algunas condiciones de trabajo

indeseables, que otras nuevas tecnologías han tratado de mejorar.

Contemplado desde este punto de vista, a lo largo de los siglos, aflora un contenido profundamen-

te humanístico de la tecnología, como una obra del hombre al servicio del hombre. Los

esfuerzos desplegados por tantas generaciones para dominar los agentes naturales, la energía,

la distancia, la oscuridad y el tiempo, merecen una mayor consideración que la otorgada, con

frecuencia, por aquellos que cultivan las llamadas ciencias humanas y por cuantos usamos los

procesos tecnológicos con la naturalidad, e incluso, con la indiferencia de quien los ha encontrado


-11-

en su vida desde el primer instante

La tecnología minera, como las demás, ha experimentado un lento desarrollo a lo largo de los

siglos, para expansionarse bruscamente en algo más de una centuria. Hasta mediados del siglo

pasado puede afirmarse que los conocimientos y procesos mineros estuvieron caracterizados por:

- Un absoluto empirismo

- La ejecución artesanal de las operaciones.

- La producción individualizada o familiar.

Hasta la segunda mitad del sigo XVIII no aparecieron las primeras máquinas que pudieran ser

consideradas como unas precursoras de las actuales máquinas herramientas. Es extraordina-

riamente ilustrativo del estado de la tecnología de esa época, la aparición, justamente en su

aplicación minera, de la máquina de vapor de James Watts y especialmente su ulterior aplicación

en la locomotora por Mr. Stephenson, básicamente para resolver el grave problema de transportar

los minerales hasta los centros de consumo, uno de los cuales pasó a ser el propio ferrocarril, y

consiguiendo con ello crear un mercado para la utilización social del carbón mineral, desterrando

el discriminado uso de la madera para producir carbón vegetal, lo que había producido un

tremendo agotamiento de los bosques naturales, como fue el caso de la misma Península Ibérica,

y poniendo en marcha la hoy conocida como Revolución Industrial, que permitió el más

espectacular aumento de progreso y bienestar de la raza humana, a pesar de haber provocado

también las más abyectas aplicaciones bélicas y mortíferas.

Con independencia de estos ejemplos de desarrollo de nuevos productos mineros, el Laboreo de

Minas, como una tecnología más, ha sufrido una lenta evolución que podría ser dividida en cinco

etapas o períodos:

- Con anterioridad a 1750

- De 1750 a 1875

- De 1875 a 1925

- De 1925 a 1950

- De 1950 hasta nuestros días.

Con anterioridad a 1750


-12-

La minería primitiva (paleolítico) utilizaba esencialmente la energía llamada de sangre (hombres

y animales) que junto a algunos mecanismos de madera, huesos y piedra (silex), que posterior-

mente fueron sustituidos por la aparición de los primeros metales (calcolítico) lograron una

extracción y arranque de los minerales y de las rocas más superficiales, que cada vez oponían

una mayor resistencia, pero que eran superadas por la aparición de otras energías, útiles y

materiales más potentes.

Con la aparición de unas formas de sociedad más avanzadas, la minería llegó también a unos

niveles superiores de organización, con una utilización cada vez menor de esclavos y con una

supervisión cada vez más tecnificada y profesional y más motivada por unos objetivos de

producción y capitalización de la propiedad o del concesionario. Mejoras notables como la

aparición del pico y de la pala, la creación de la cesta y el torno, como primer módulo de

transporte, tanto para el solido como para ciertos líquidos, la introducción de la candela o

lámparas de aceite, como una forma primaria de iluminación, fueron algunas de las primeras

aportaciones de los avances mineros a la sociedad.

Una de las primeras y más rentables minerías de los primeros tiempos fueron las pequeñas

explotaciones de piedras para el corte (silex) y para el encendido del fuego (Flints o pedernal),

base fundamental del primer progreso de la civilización, así como las explotaciones de salinas en

la costa. Eran minas básicamente superficiales en las que se extraían los afloramientos de las

ricas y siempre escasas substancias valiosas, junto a las primeras importantes industrias

transformadoras como en las grandes canteras para la construcción de obras públicas y

monumentos que han quedado como algunas de las maravillas del mundo. E incluso en algunos

de estos materiales la belleza o el precio permitía la utilización de la minería de interior a

profundidades que sorprenden hoy en día para los escasos medios de aquella época, como el

caso de los 250 m. en las minas de esmeraldas del Mar Rojo en el antiguo Egipto o en algunas

de las minas de oro y plata de la época preromana en el sur de la península ibérica en donde

llegaron a alcanzar los 200 m. en labores de reconocimiento o preparación, e incluso logrando,

a través de complicados sistemas de drenaje o desagüe y empleando las primeras norias y miles

de obreros, rebajar el nivel freático y permitir las operaciones. Al mismo tiempo era un sistema de

trabajo que permitía la liberación social de los obreros como un incentivo laboral, como resulta

bien conocido por la multitud de tumbas de operarios en las zonas mineras de Cartagena y


-13-

Riotinto, que alcanzaban el alto grado de ciudadanos romanos (líberos) por sus especiales

capacidades y habilidades profesionales.

La leyenda de Jasón y del Toisón de oro era, no solo, una de las primeras referencias históricas

acerca del empleo de ciertas tecnologías, como la minería hidráulica - aluvionar del oro fino, sino

incluso de un proceso tecnológico más complejo como era la recuperación y tratamiento de un

mineral a través de un fino tamiz de origen orgánico como es la piel de un animal.

La minería tuvo su espectacular desarrollo en el área más avanzada del mundo de entonces,

como eran las cuencas de los mares Rojo y Mediterráneo, marcando, desde un principio, la

estrecha comunión entre imperio, sociedad avanzada y tecnología minera. Historiadores y

geógrafos como Herodoto, Plinio y Aristóteles mencionaban en sus libros, frecuentemente, la

importancia de las antiguas cuencas mineras como Chipre, Creta, Sinai y Egipto, y, sobre todo,

la entonces famosa península Ibérica, fuente de los primeros e importantes metales de aquellos

tiempos como el oro, la plata, el estaño y el cobre, que hicieron mítica la civilización tartésica, que

habitaba las zonas costeras del Suroeste ibérico. Sin embargo, la tecnología minera era

esencialmente empírica y transmitida gremialmente y por vía oral en parte por la lejanía entre los

yacimientos mineros y los centros de la cultura y, en parte, por el siempre clásico aislamiento, algo

ocultista, de la concepción gremial de los técnicos y mineros de todas las épocas. Hasta el siglo

XVI no apareció el primer tratado minero sobre las técnicas de explotación y tratamiento de

minerales, que es el famoso "De Re Metálica", publicado en Bohemia por Georgius Agrícola en

1556.

Por aquel mismo tiempo, unos hombres, procedentes de la misma zona en que habían trabajado

los tartesos y posteriormente los romanos, llevaron a cabo el desarrollo de la nueva minería del

oro y de la plata en los nuevos territorios descubiertos por sus paisanos y parientes en el Nuevo

Mundo. Entre ellos destacaban los clérigos andaluces Alonso Barba y Bartolomé de Medina, que

impusieron los nuevos procesos tecnológicos para mejorar la recuperación de los metales

preciosos americanos, que permitieron la capitalización de la metrópoli y con ello el avance de la

propia formación Europea. El primero de ellos nos dejó escrito su famoso libro de "El arte de los

metales" en que exponía los principios de la primera minería química del mundo y que permitió el

empleo masivo del mercurio como un reactivo para la amalgamación y con ello un precio


-14-

remunerador para una substancia tan española que entre Almadén, en España, y Huancavelica,

en Perú, permitieron el control monopolístico de los precios de tan importante metal.

Coincidiendo con este fuerte interés por la minería en América por parte de los conquistadores

ibéricos, marcharon tras los mineros, grupos de clérigos y militares para colonizar y desarrollar

nuevas tierras, hasta el punto de que, aún hoy en día, es fácil encontrar muy próximos, la misión

o iglesia y el cuartel o capitanía de los yacimientos mineros de interés económico en aquellos

tiempos y en aquellas tierras. Digno es de reconocer que ya, los indios o pobladores anteriores

a la llegada de los españoles, habían desarrollado explotaciones de oro y plata en Perú y Méjico,

dando lugar a los mayores imperios de aquellos territorios. Y otros restos de minería del cobre

encontraron los conquistadores en las zonas de Arizona y Cuba.

Pero la llegada de los españoles supuso un desarrollo minero verdaderamente espectacular para

aquellos tiempo y aquellas distancias, que abarcaron desde la Columbia Británica hasta la Tierra

del Fuego, pasando por las islas del Caribe y el interior de la enorme selva amazónica. Algo

parecido, a una menor escala, lograron los colonizadores portugueses en su gran colonia

brasileña.

El avance en la introducción de unas nuevas técnicas de explotación por medios mecánicos o

físicos (Calor y fuego), junto al empleo masivo de le energía de los hombres y de los animales,

así como la utilización de la gravedad y de algunos de los principios hidráulicos para el transporte

y el tratamiento de los minerales, junto a la citada amalgamación con el mercurio, fueron los

principales avances que dieron la supremacía minera y con ello la económica al imperio español,

que durante prácticamente dos siglos, hicieron coincidir el dominio imperial con el dominio minero,

como ya había sucedido siglos antes con los romanos.

Entre 1750 y 1875

La aparición conjunta de tres fenómenos muy diferentes, pero realmente críticos, supusieron la

puesta en marcha de la Revolución industrial, que produjo un efecto multiplicador sobre la misma

demanda de las sustancias de la minería mundial y también sobre la hispana. Como reconocía

David Ricardo en sus "Principles of Political economy and Taxation":

"En el curso normal y ordinario de las cosas, la demanda de los bienes precede a la


-15-

oferta".

Tales fenómenos, que coincidieron con el año 1776, fueron:

- La aparición de la máquina de vapor, que suponía en una parte la liberación energética

y el principio de la mecanización y por otra parte la demanda de carbón y de hierro como

materiales básicos para el desarrollo de los países y de las industrias.

- La declaración de la Independencia y de la democracia como forma política en los Estados

Unidos, que suponía el principio de la libertad política de los pueblos y de los ciudadanos,

cuyas consecuencias más inmediatas fueron la independencia de las colonias españolas

y un aumento del nivel de vida y con ello de la demanda de más y nuevos productos, lo

que incidió directamente en la minería.

- La publicación del libro "La riqueza de las naciones" escrito por John Adam-Smith, que

predicaba el liberalismo económico como fuente del desarrollo de los pueblos y de las

personas y, como consecuencia práctica, produjo la formación de las primeras grandes

empresas por acciones, lo que permitió las fuertes inversiones que exigían las industrias

extractivas y, un poco más adelante, la liberación de las concesiones, reservas y bienes

de la Corona que hasta esa fecha los usurpaba y frenaba su utilización por los pueblos

para su bienestar.

La revolución industrial creó rápidamente una gran demanda de metales y consiguientemente de

combustibles para su reducción y su transporte, lo que intensificó la búsqueda de otros nuevos

yacimientos, la creación de las primeras Escuelas de Ingenieros de Minas, y el desarrollo de

nuevas explotaciones, primeramente en Europa, cerca de los grandes núcleos de población y

posteriormente en las recién liberadas colonias americanas, mientras que comenzaba una carrera

de adquisición de nuevas colonias en otros continentes como Africa, Asia y Oceanía, para

asegurar el dominio sobre las nuevas materias primas necesarias para las industrias de las

metrópolis.

Un verdadero motor de la minería en aquella época fue la conquista por el Reino Unido de amplios

espacios de terrenos vírgenes, que iban a constituir, en el período posterior, los espacios en

donde aplicar los avances tecnológicos que ya se producían en la metrópoli, empezando por el

trazado de los ferrocarriles para penetrar en las áreas más lejanas de las costas. No es fácil

separar el concepto de avance tecnológico minero del concepto de penetración en nuevas zonas


-16-

de territorios, como ya sucedió a lo largo de los siglos pasados en las antiguas colonias británicas,

por la utilización del vapor (trenes y barcos), del armamento (cañones y explosivos) para la

conquista de nuevas reservas mineras y todo ello basado en una masiva utilización de carbón,

acero, cobre, plomo y zinc, junto a otros productos mineros, como la caliza, el azufre y el agua.

Y al mismo tiempo, como antaño, se llevaron la civilización y el progreso a áreas salvajes y

primitivas, con el consiguiente sudor y lágrimas, que acompañaron siempre a la entrada de la

religión y de la espada, que aparecen casi siempre junto a los nuevos desarrollos mineros.

Mientras tanto, otros imperios se limitaban a llorar sus desgracias y cerraban filas para defender

unos ordenes y estados caducos, y sus pueblos, más sencillos y mineros, prefirieron separarse,

incluso emigrando, para lograr una pequeña parte de la nueva riqueza generada en los nuevos

territorios independientes a partir de los nuevos minerales que, el mundo más desarrollado,

reclamaba y pagaba a buen precio. Así durante este período las zonas más mineras del imperio

se liberaron del absolutismo de la corte española, pero, por su importancia minera, bien puesta

de manifiesto por los antiguos mineros hispanos, pasaron a depender en sus mercados y en su

financiación del nuevo imperio anglo-americano, que sustituyó, por su superior capacidad

tecnológica y económica a la artesanal minería colonial anterior. Y con la tecnología minera llegó

también para ellos, la dependencia económica, religiosa, social y política hacia el nuevo centro

imperial de las decisiones.

Los principales avances en la tecnología, en este importante período, fueron la concepción e

introducción de las máquinas - herramientas y de unos mecanismos que, con la nueva energía,

procedente del vapor, permitieron una mejora de los sistemas de arranque, carga y transporte,

tanto en los ferrocarriles, barcos y en los pozos de extracción vertical, como en los servicios de

ventilación térmica y del desagüe por las bombas de pistones verticales, lo que permitió superar

algunas profundidades, poco imaginables hasta esa época, sobretodo en la minería de los

combustibles, pero con la gran limitación de las rocas duras (mayores de 1000 Kg/ cm ) para2

completar la gama de los minerales metálicos.

De 1875 a 1925

La aparición, casi coincidente en el tiempo, de dos aplicaciones de nuevos procesos como eran:

la perforación mecánica de los barrenos y de la energía química de los explosivos desarrollados


-17-

por Nobel, supusieron, mediante ese poderoso y eficaz truco minero que es la voladura, que el

ser humano pudiera vencer, trocear y manipular las rocas de gran resistencia a la compresión y

por tanto lograr la penetración en el campo de unas rocas y minerales que demandaba la nueva

sociedad, cada día más industrializada y ávida de nuevos productos y utilizaciones de ellos que

permitían una mayor calidad y bienestar de las vidas humanas.

Esta gran época minera, de un excepcional crecimiento en la producción de metales y carbones

para la producción de vapor y del acero, vio también aparecer otros nuevos productos que

pasarían a ser posteriormente la base de la moderna minería como fueron el petróleo, el aluminio

y los minerales base de la industria química como las piritas, las potasas, los nitratos y las sales

en general. Al mismo tiempo la aparición del cemento artificial provocó una extraordinaria

demanda de los materiales de construcción, bien en forma de arcillas para la producción de

ladrillos o de áridos para la fabricación de hormigones o de cales y arenas para mezclas

preparadas.

Los avances tecnológicos desarrollados en este período, junto a los ya mencionados de la

perforación y la voladura, fueron fundamentalmente la aparición de mayores y más robustas

maquinas - herramientas, la exploración geológica mediante sondeos mecánicos, la bomba de

agua de Cornualles, que permitió descender a profundidades por debajo del nivel freático y sobre

todo las primeras grandes unidades de máquinas para la explotación a cielo abierto que, poco a

poco, fueron sustituyendo la energía primaria en forma de vapor por la energía eléctrica, que

desde el primer momento de su aplicación industrial contó con la gran demanda de la familia

minera.

Es una época en que el desarrollo de unas legislaciones más liberales, como la Ley de Minas

española de 1868, que provocó un rápido incremento de la minería en la Península, que pasó a

ser de nuevo, como en tiempos romanos, una de las más activas del mundo occidental,

especialmente en las producciones de los metales como el Cobre, Plomo, Zinc, Hierro, Plata y

Azufre, sin olvidar el siempre tradicional Mercurio de Almadén y algunos carbones Astur -leoneses

y del Guadiato, para su aplicación en la metalurgia de aquellos y en el transporte de mercancías,

especialmente de los minerales, como demostraron el gran número de ferrocarriles independien-

tes construidos en aquel período en casi todas las cuencas mineras.


-18-

Lamentablemente tanto el capital como gran parte de la tecnología fueron importados y con ello

una parte del conocimiento generado y de los dividendos y plusvalías fueron exportados, no

dejando en la Península Ibérica más que el propio beneficio del trabajo y de una parte de la

tecnología adquirida por obreros y supervisores españoles en esa clásica transmisión oral del

proceso minero, tan vital e importante que permitió mantener para el futuro los minerales menos

ricos dejados en alguna parte de los yacimientos por los mineros extranjeros. El gran valor

añadido, a partir de las materias primas minerales, era obtenido en las fabricas metalúrgicas

europeas, tanto en el Reino Unido, como en Francia, Bélgica y Alemania. Tan solo unos mínimos

desarrollos, humano y técnico, se pudieron conseguir en algunas de las grandes cuencas mineras

españolas como Bilbao, Asturias, Cartagena, Huelva y Linares y también alguna parte de la

capitalización de los beneficios en los primeros grandes bancos españoles, cuyo origen estuvo

ligado al nacimiento de las grandes minas y de los ferrocarriles a finales del siglo XIX y principios

del XX.

De 1925 a 1950

El agotamiento de los minerales más ricos de los yacimientos europeos y norteamericanos y con

ellos los famosos de la vieja Península Ibérica volcaron todo el esfuerzo de la investigación

geológico - minera en la búsqueda de nuevos criaderos en las áreas colonizadas en la etapa

anterior, como Africa, América del Sur y Australia, especialmente por parte de las grandes

compañías mineras, que se habían formado en una rápida y continuada capitalización en el

período anterior, lo que les permitió dedicar grandes sumas de conocimiento y dinero (ambas

constituyen el verdadero capital) al desarrollo de una nueva minería masiva, especialmente

aplicando la gran maquinaria, que surgió a partir de la primera guerra mundial, en los métodos

de cielo abierto para los metales y en los sondeos para la producción del nuevo rey de los

productos mineros que paso a ser el petróleo, que vino a sustituir al carbón en la mayor parte de

sus aplicaciones y muy especialmente en los transportes terrestres y en la producción de la

electricidad.

Este aporte de tecnología minera a unas zonas vírgenes, al tiempo que les llevaba la civilización

y la cultura, como siempre ha correspondido a los mineros, iba a permitir el avance de estos

países para su posterior independencia. Es la época de la aparición de las grandes minas


-19-

australianas, como en Broken Hill, Queensland, Nueva Gales, de Africa del Sur, en el Transvaal,

en Canadá con el desarrollo de las minas de Asbesto y cobre en Ontario, y de hierro en

Terranova y Labrador. Es también la época del desarrollo de las minas de metales no férreos en

Chile, Perú, Méjico y de petróleo en Venezuela, Colombia y Méjico para abastecer a las metrópolis

con base a la nueva gran maquinaria y a unos bajos salarios obreros.

Tecnológicamente está marcado este período, principalmente, por la aparición de el proceso de

flotación de los minerales sulfurados para la obtención de los metales básicos para la nueva

industria transformadora y muy especialmente para la industria eléctrica. Este proceso permitió

obtener, con éxito y economía, por la alta recuperación del metal y un más reducido consumo

energético, unos elementos muy importantes para el bienestar de la nueva sociedad surgida al

final de la primera guerra mundial y por desgracia para sus aplicaciones militares en la

devastadora segunda. La recuperación de unos concentrados, con alto contenido en Azufre, iba

a permitir la aparición de un producto inevitable como era el ácido sulfúrico fatal, que junto al

producido a partir de la técnica de los sondeos Frasch iba a causar una grave competencia a la

antigua minería de las piritas del Suroeste peninsular, en la misma forma que la aplicación de un

nuevo reactivo, el cianuro, para la obtención del oro y la plata, iba a destronar la secular

importancia del mercurio, otro de los tradicionales productos mineros españoles.

Como consecuencia de la terrible segunda guerra mundial, se produjo la gran demanda de unos

nuevos metales de alto valor estratégico, como eran el estaño, el wolframio, el cromo y el níquel,

que iban a dar un mayor, pero poco duradero, valor a las nuevas aleaciones de tipo militar, y

sobretodo por la importante aparición del nuevo metal del siglo XX, el aluminio. Pero fue, sobre

todo, el petróleo el que ganó la segunda batalla en una espectacular oferta de nuevas

aplicaciones, no solo en el mismo transporte, sino también en la petroquímica y muy especialmen-

te en los nuevos materiales como los plásticos, pasando a ser el verdadero motor de todas las

estrategias mineras de las multinacionales en la búsqueda de los recursos minerales para la

próxima época.

Algunos efectos negativos aparecieron durante las dos guerras mundiales por unos precios, fuera

del racional y frío mercado, que produjeron un tipo de empresario, más pícaro y especulador que

previsor, y que ha dejado alguna generación posterior de mineros con el doble error mental de


-20-

confundir la industria con una lotería y de esperar los buenos tiempos, en lugar de luchar

tecnológicamente por lograr la reducción de los costes y un avance permanente de las

innovaciones. El concepto de que la buena minería era un producto de los períodos bélicos y de

las crisis para lograr unos precios remuneradores tan solo podrá producir a medio plazo la

inmovilización de las concesiones administrativas y la eliminación de una investigación geológica

lenta y continuada, basada siempre más, en la esperanza "matemática" de encontrar los

materiales que la sociedad va a demandar en un futuro posterior.

Coincidió ésta época con el relativo triunfo de unas ideas fascistas, que pensaban que la minería

era propia de sociedades esclavas y tercermundistas, con la obligación por su parte de abastecer

a las fábricas, muy especialmente a las situadas a los bordes del Rhin, con unas materias primas

a bajo precio. Tal situación, produjo un inevitable conflicto, en parte también, por causa de la crisis

económica de los años 29 y 30, y a la huida de los grandes capitales mineros a países más

democráticos como USA, Canadá, Australia y América del Sur y muy especialmente a la gran área

circunpacífica para impulsar, en ella, una nueva y mejor minería. Fue la época en que se pusieron

las bases del posterior impulso, por las importantes inversiones en exploración de todo tipo de

sustancias y por la aparición de las modernas teorías económico-mineras de la Escuela de

Colorado, que iban a permitir la aparición de enormes recursos mineros, anteriormente

inimaginables, e incluso a la revaloración de antiguas cuencas mineras. En la zona comunista el

esfuerzo de búsqueda de minerales con un concepto estatalista y centralizado dio origen a una

potente minería en las zonas vírgenes del antiguo imperio zarista, especialmente tras los Urales

y en los Estados del Este que, a partir de 1992, parecen desear y lograr la independencia en un

proceso similar al sufrido en Africa en los años 60 por los países anglófonos y francófonos.

La aparición, como consecuencia de los avances técnicos introducidos en el período bélico, de

tractores, camiones, palas, perforadoras, sensores aerotransportados y especialmente los nuevos

explosivos, marcaron el origen de la nueva minería, que si comienza históricamente en Morenci

(Arizona), va a sufrir un espectacular desarrollo primero en Estados Unidos de América y Rusia

y posteriormente en Canadá, Australia y Sudamérica.

La posibilidad de aplicar tales técnicas fue la feliz combinación del nuevo concepto de mineral,

introducido por el Profesor Lasky, asesor del Presidente Roosvelt y Director del Bureau of Mines


-21-

de USA, durante la segunda guerra mundial, y por otra parte por el feliz descubrimiento de

importantísimas reservas de baja ley en la superficie de los yacimientos, que junto al empleo de

la maquinaria minera moderna, permitió obtener unos bajos costes de explotación, muy inferiores

a los precios de venta en un período de unos precios alcistas, como consecuencia de la

reconstrucción del mundo occidental devastado por la guerra mundial.

Añádase a ello la aparición de las nuevas técnicas de tratamiento de los minerales, con un

espectacular crecimiento de las capacidades horarias, de las recuperaciones y a la obtención de

unos productos mineros concentrados con una calidad superior a los naturales, de los que los

viejos países estaban exhaustos. Todo estaba, pues, preparado para la siguiente etapa de vital

importancia para el crecimiento de la moderna minería.

De 1950 a nuestros días

En 1950 puede situarse la aparición de un fenómeno político de especial trascendencia y cuyas

consecuencias pueden explicar algunas de las razones de la actual crisis que pasa el mundo

minero. No es otro que la liberación de un gran número de países (más de 100), que fueron las

colonias de los antiguos imperios inglés, francés, holandés y belga, que con una importante

riqueza minera, era la única industria que conocían y podían desarrollar los nuevos políticos,

muchos de ellos formados en la grandes compañías mineras explotadoras antes de la

descolonización. Como es lógico, los primeros planes de desarrollo de los nuevos países estaban

basados en un aumento de la producción minera, cuyo producto final tiene un marcado carácter

internacional y que puede ser vendido fácilmente, siempre que tenga una calidad mínima. Esta

super oferta de productos mineros permitió a las antiguas metrópolis recuperar, a través de unos

menores cotizaciones, el capital expropiado por los "libertadores".

La tecnología minera, era y es, fácil y sencilla de aplicar por unos obreros, bien con poco capital

y mucha mano de obra, o bien con mucho capital y poca mano de obra, de tal modo que pueden

competir los ricos y pobres en un mercado globalizado. Todo el interés y el gran esfuerzo con el

que los nuevos países se dedicaron a la exploración y la explotación dio como resultado un

excedente de la oferta sobre la demanda que contribuyó a la caída de los precios, en términos

económicos constantes, provocando el clásico desequilibrio en el modelo dinámico del proceso

minero, que tan solo puede ser restablecido limitando, por la vía del mercado, aquellas


-22-

explotaciones cuyo coste es superior al precio de venta, sin ayudas que alteren el equilibrio para

poder restablecer la ecuación.

Pero no deja de ser paradójica la situación de exceso actual de la producción de minerales, en

contraposición con el pesimismo de los años finales de los 60, en los que se adelantaron los

neomalthusianos o primeros ecologistas, anunciando el inevitable agotamiento de los recursos

mineros a escala global y del que quedó el testimonio bien conocido del famoso libro del Club de

Roma "The limits to growth". Algunos profesores de la prestigiosa Escuela de Minas de Colorado

no han dejado de señalar la precaria cotización de los productos primarios, situación producida

en los años 80, como una respuesta minera a las tesis sostenidas en dicho documento y que,

quizás en el nuevo ambiente antiminero, provocado por los verdes, no hay más que una nueva

táctica para lograr subir los precios de algunos minerales o de las materias primas en general. La

gran fluctuación de las cotizaciones de los minerales y de las monedas internacionales, ha dado

lugar a unas curvas de precios en el tiempo, tan evolutivas, que hace necesario su análisis en

unos períodos hiperanuales para apreciar las megatendencias y unas interpretaciones de las

demandas con un gran riesgo, a pesar de todo, de errores.

Podría afirmarse que, a partir de el descenso de los precios de las sustancias mineras, desde la

década de los 50/60, se produjo una perdida de capitalización, con un carácter histórico para la

minería, que pasó de ser una tradicional fuente generadora de capitales, ya que no en vano fue

el origen de la mayor parte de los Bancos en USA, Reino Unido, Australia, Sudáfrica e incluso en

la misma España, para ser en la actualidad uno de los sectores más endeudados y necesitado

de unos recursos financieros cada día más importantes y caros, cuando no a tener que solicitar

un apoyo público para financiar las investigaciones, evaluaciones y los desarrollos cada vez más

intensivos en necesidades de capital y más difíciles de obtener por el natural riesgo de las

operaciones mineras a causa de la vulnerabilidad de los futuros y, difíciles de predecir, precios

de los minerales.

Y, a pesar de todo, de la lucha entre las fuerzas del capital y del trabajo, de las peligrosas

expectativas de la nacionalización de los recursos una vez en explotación, de la moderna

oposición de los verdes o de los enemigos del progreso e incluso en contra de la imagen negativa

de la minería que aportan diariamente los medios de comunicación social, estos últimos 30 años


-23-

han sido espectacularmente provechosos para el desarrollo de la minería en todo el mundo, a

medida que la libertad de los pueblos iba siendo digerida tras la independencia y aparecía la

necesidad de una correcta y sana explotación de sus recursos mineros que era defendida por

quienes consideraban a esta industria como una de las bases de la riqueza de las naciones, junto

a otras nobles profesiones primarias como la agricultura, la ganadería o la pesca, y que era una

buena base para la incorporación de una tecnología formativa de un mejor y más solido trabajo

en las sociedades que nacían y se incorporaban a un mundo desarrollado y próspero.

Un nuevo estilo de trabajo, más seguro y más sano, unos espectaculares aumentos de la

productividad e, incluso, la incorporación de la mujer a las actividades mineras en todos sus

niveles, han sido posibles con la introducción de una maquinaria cada vez más potente, eficaz,

segura y cómoda, que en una gran variedad, para dar respuesta a los diferentes casos mineros,

han logrado acercar a algunos proyectos a unos altos estados de automatización, en

contraposición con la antigua imagen del duro y esforzado trabajo minero. Perforadoras de más

de 300 mm. de diámetro con bocas de dientes de carburo de wolframio, excavadoras eléctricas

con enormes capacidades horarias, superiores a los 2 000 m /hora, volquetes mineros con más3

de 250 t de capacidad y motores de 2 500 C.V., vagones de mineral de más de 100 t.,

locomotoras de 2000 C.V. y 200 t. de peso adherente, cintas transportadoras de alta velocidad

y pendiente, capaces de transportar unas granulometrías de hasta 200 mm., tuberías para el

transporte hidráulico de sólidos, líquidos y gases de más de 1 500 Km. de longitud e incluso

trituradoras móviles sobre orugas, que permiten su propio desplazamiento por el interior de las

explotaciones, son algunos de los ejemplos de las recientes aplicaciones en la moderna minería

y que han convertido a esta industria en una atractiva inversión para algunos empresarios que

todavía aman el riesgo al que suele, cuando está bien hecha, corresponder la alta rentabilidad

propia de las actividades extractivas.

Y, junto a las máquinas, un nuevo estilo y espíritu minero para aplicar las nuevas tecnologías y

las nuevas ciencias conexas como la Geoestadística, la Geomecánica, la Geofísica, la Físico -

Química de los explosivos de nuevas generaciones y sobre todo la aplicación masiva de los

ordenadores, bien en los procesos de planificación y simulación como en el control en tiempo real

de algunos procesos repetitivos y rutinarios, tanto en la operación como en los procesos de

tratamiento de los minerales y de las rocas para recuperar los metales, combustibles, sustancias


-24-

químicas y materiales de construcción en una minería mucho más atrayente y compensadora a

los técnicos y pocos obreros que cada día emplea.

Una consecuencia de tal desarrollo ha sido el avance tecnológico en la minería española que

habiendo llegado a unos ciertos mínimos históricos en 1970 y partiendo del impulso ocasionado

por un Plan Nacional de la Minería, permitió superar el pesimismo secular de un agotamiento de

las reservas con la aparición de nuevos recursos de baja ley y unas grandes minas, altamente

productivas y muy rentables, salvo en algunos años de especialmente bajas cotizaciones y que

han doblado el valor de los productos mineros, en parte por los nuevos minerales como el lignito,

el sulfato sódico, las piedras ornamentales y la celestina, que sustituían a los clásicos como el

carbón, el hierro, las piritas o el mercurio, cuya lenta agonía puede contribuir a dar una imagen

negativa del conjunto del sector, que ha sufrido lenta y calladamente un importante proceso de

reconversión y para algunos empresarios, más bien pocos y extranjeros, el placer de ganar mucho

dinero en una actividad, no en un juego, apasionante y aventurada y sobrepasar los períodos de

crisis con unos procesos y alternativas más imaginativas, innovadoras y tecnológicamente

avanzadas.

Si bien, algunas de las sofisticadas técnicas empresariales, ingenieriles, financieras y comerciales,

han podido restar algo de la belleza y atractivo que la intuición y la anarquía concedían a la

antigua minería, ésta se ha ido convirtiendo en una industria que como las demás se debe regir

por los mismos y serios principios de cualquier actividad humana. Esto es, un mercado (la

sociedad en general) solicita y paga un precio por un producto que necesita, en un plazo y en

unas condiciones que inexorablemente debe de cumplir. Es la labor del buen minero encontrar

entre la gran cantidad de oportunidades que están entre los indicios, criaderos y yacimientos

conocidos o por encontrar mediante la aplicación, con unos conocimientos y esperanzas, del

capital y de la tecnología necesarios para "hacer una mina", que será capaz de satisfacer aquella

demanda, verdadero motor de todo el proceso. No en vano se viene a llamar a la moderna

industria extractiva MINERÍA SOCIAL, ya que no es otra cosa que una respuesta técnica a una

sociedad que desea vivir más y mejor.

Como en las demás industrias, el moderno minero debe de cumplir con la doble exigencia de

estudiar el mercado y globalizar su producto para poder ser vendido en cualquier parte del mundo


-25-

en que se necesita y por ello se paga bien. Una de las mejores medidas de la calidad de un

producto minero es su capacidad de ser exportado a los países más exigentes y rigurosos del

mercado mundial. Como las demás actividades humanas, en el momento actual, la minería tiene

como fuente y origen el saber buscar la financiación para desarrollar el largo y difícil proyecto y

encontrar el comprador serio y formal, que compensará con un pago remunerador el esfuerzo que

todo el equipo humano habrá llevado a cabo, desde la exploración pasando por la extracción

hasta el final tratamiento del producto mineral. Esta nueva visión social, economicista y mercantil

de la moderna minería, no solo no ha producido un estancamiento o una paralización de la

tradicional, sino que ha abierto posibilidades insólitas en cuanto a nuevos productos, nuevas

aplicaciones y nuevos mercados, así como por la sustitución estratégica de unos combustibles por

otros (Carbón por petróleo o uranio), de unos metales por otros (Cobre y plomo por aluminio y

otras aleaciones) y de los abonos orgánicos por los químicos y un fabuloso desarrollo de nuevas

y especiales técnicas de control de las calidades o tamaños (espectrometría, rayos X, Plasma ),

en el control de los procesos (Robots, válvulas limites, puesta en marcha y paradas automáticas

a distancia, el control por televisión y video, etc.) y el análisis económico de cada parte del

proceso desde la fase inicial de la planificación hasta el último de los controles.

La conexión con las otras ingenierías y actividades humanas han convertido al equipo minero en

mucho más rico por lo que se ha hecho necesario añadir una mayor selectividad en la elección

del personal y en su formación continuada para poder integrarse en una empresa mucho más

dinámica y progresista.

Si en la minería antigua la Península Ibérica estuvo en primera línea, cuando se buscaban los

minerales, entonces raros y ricos, y en la etapa industrial del siglo pasado las nuevas técnicas y

necesidades disponibles permitieron otro momento álgido de la minería española, cabe pensar

que en el momento especialmente interesante de aplicación de nuevas tecnologías y de demanda

de nuevos productos, otra vez podría ser ésta, ya explotada zona del planeta, la que atrajera el

aventurero espíritu de los nuevos empresarios, que ojalá, en esta ocasión, no tengan que ser

extranjeros en un país con tan buenos operarios mineros.

GEOLOGIA

LABOREO MINERALURGIA

-17-

DIAGRAMA DE LA MINERÍA

CAPÍTULO II. DEFINICIÓN DE MINERÍA Y MINERAL

1. EL CONCEPTO MODERNO DE MINERÍA

El gran cambio conceptual producido en la industria minera a partir de los años 60 fue, básica y

esencialmente, la sustitución del anterior concepto de mineral como una rareza, una concentración

anormal de una sustancia en un determinado espacio, un tesoro escondido, por un nuevo

concepto estadístico y económico, que partiendo del axioma de que toda la corteza terrestre es

una gran mina al servicio de la humanidad, el verdadero esfuerzo se debería poner más en el

hacer que en el encontrar.

"Las minas se hacen más que se encuentran".

"Los recursos no son, sino que llegan a ser". (Zinmmermann, en Minerals Economic).

Hacer una mina es producir una sustancia mineral demandada por la sociedad a través de un

mercado y un precio remunerador. Es básicamente el precio, un reflejo de la necesidad social,

quien convierte unas sustancias en minerales y con ello crea las minas. Además, es el propio

mercado el que impone unas exigencias o condiciones, que muy raramente cumple la naturaleza,

bien por exigir unos mínimos o formas que no tiene la materia prima, bien por rechazar unos

contenidos no deseables, impurezas o venenos, que hay que eliminar o reducir antes de poder

venderla, por lo cual tenemos que procesar la materia prima para convertirla en un producto

realmente comercial. De ahí que, junto al esfuerzo de la confirmación y evaluación de las

reservas, que lleva a cabo el ingeniero geólogo y al trabajo de la extracción y transporte que

ejecuta el ingeniero minero, hay, normalmente, que añadir el proceso de enriquecimiento o

concentración que debe realizar el ingeniero mineralúrgico para lograr, finalmente, un producto

vendible que responda a aquella demanda del mercado.

lc = ΣCPu .η

y=K 1e

-x

K2

-18-

Este conjunto de tecnologías es lo que llamamos Minería, y que representamos en el esquema

adjunto, en el que priman más en unas ocasiones la exploración o geología, como en el caso del

petróleo, o en otras el Laboreo, como para las rocas, los carbones y los metales y en otras el

tratamiento mineralúrgico como en los casos de los minerales industriales y de algunos metales

como el Uranio, el oro y la plata.

2. DEFINICIÓN DEL MINERAL

Hace un siglo la Ley de Minas de 1869 definía los minerales como "Las sustancias útiles del reino

mineral, cualquiera que sea su origen y forma de yacimiento, hallense en el interior de la tierra o

en la superficie, y para su aprovechamiento". Actualmente se debe definir como tal toda aquella

sustancia del reino mineral que investigada, extraída, concentrada, transportada y vendida

produce un beneficio económico, quedando, pues, tan sólo excluidos los vegetales y animales

y todas aquellas sustancias minerales que produzcan pérdidas económicas. Si así no fuera, sin

la necesidad de producir un beneficio, toda la materia de la corteza terrestre sería mineral y por

ello todo el planeta sería una mina, lo cual a futuro podría ser cierto, pero no lo es en un momento

considerado de la historia, ya que el precio, que la sociedad desea pagar en ese momento por

una sustancia, debe compensar la suma de todos los costes que conllevan los procesos citados.

El beneficio ha sustituido en el mundo actual al concepto de

utilidad que primaba en siglos pasados. A partir de la fórmula

B = Pv - ΣC > 0,

en la que siendo: B = Beneficio económico Pv = Ingresos por precio de venta y cotizaciones ΣC = Suma de todos los costes mineros y mineralúrgicos,

viene a resultar la conocida fórmula del cut-off o de la ley de corte (Prof. Lasky), enunciada en

1.952 en el informe Paley para el Presidente de los Estados Unidos de América. Aparece, así

pues, el concepto de una calidad mínima o de una ley de corte a partir de la cual una sustancia

pasará a ser ó considerarse como mineral, ya que si :

P = l x P x η, al determinar la ley que llega a producir un beneficio B nulo: B = Pv - ΣC = 0 ,v c u

resulta:

ΣC = Suma de todos los costos del procesoP = Precio unitario del producto vendibleu

η = Rendimiento global del proceso

La clasificación de los recursos de una determinada sustancia a una

escala global o particular viene expresada, por su carácter aleatorio,

a través de una ecuación de distribución log-normal, de acuerdo con

la ley de Lasky:

-19-

siendo :x = leyes, y = recursos;

k y k = constantes correspon-1 2

dientes a la sustancia y al

yacimiento

Como recursos económicamen-

te explotables debemos acep-

tar, tan solo, aquellos cuya ley

es superior a la definida como

ley de corte, pasando las res-

tantes sustancias de la curva de

los recursos - leyes a ser consi-

deradas como unos materiales

marginales o estériles desde un punto de vista minero actual.

La integración de los recursos con una ley superior a la mínima nos da el conjunto de los recursos

hoy explotables, que pasan a ser las reservas tras la consideración de su fiabilidad económica,

su explotabilidad y su recuperación mineralúrgica. Esto es, no todos los recursos son extraibles

en la mina o en la planta; en la mina porque es preciso abandonar ciertas áreas de protección,

pilares, taludes, etc., con lo cual el rendimiento de la extracción no alcanza el 100%; y en la planta

porque el proceso tampoco puede alcanzar una recuperación total, sino que existen inevitables

pérdidas en los residuos que limitan la posibilidad económica de alcanzar el 100%. El producto

global de los rendimientos parciales de la minería y del tratamiento en la planta nos da el

rendimiento final del proceso, que, muy raramente alcanza el 75%, salvo en aquellos casos de las

rocas masivas, de las que, paradójicamente y, dado su bajo precio y abundancia, no importaría

que se perdiera algo más.

Es justamente a partir del conocimiento del precio, de la ley mínima y del verdadero rendimiento

final, cuando se puede hablar de unas reservas, un concepto muy restringido del cual se ha

especulado, normalmente, con poco rigor y con demasiada facilidad y alegría y que aparte de su

verdadero carácter dinámico (variable como los precios y costos) debe ser exigente y rígido a la

hora de ser aceptado y poder tener el valor de un activo minero como realmente le corresponde.

Son las reservas económicamente explotables las que constituyen la base del proceso minero,

pudiéndose afirmar que se necesitan conocer en ellas con la mayor precisión:

- su ley media que viene a establecer el beneficio a obtener unitariamente por cada

tonelada minada.

- su cantidad que permite las amortizaciones de las fuertes inversiones en la investigación,

-20-

la extracción y las plantas de proceso.

- su distribución espacial que llega a determinar el método y el orden de extracción y por

lo tanto impone los costos mineros.

Tan sólo un conocimiento aceptable, que disminuya el riesgo a unos niveles admisibles por los

inversores, permite obtener los fondos necesarios para poder desarrollar el largo proceso que nos

conduce a hacer una mina moderna, fuera de las anticuadas especulaciones que aceptaban

enormes riesgos y que asimilaban la minería a una lotería. Puede afirmarse, con Blondel y Lasky,

que no existe ningún impedimento que nos limite "probar con certeza" las reservas de mineral

existentes antes de explotarlas. No solo las variaciones económicas sino, también, las temporales

o mentales limitan más la verdadera posibilidad de llegar a un conocimiento más seguro y certero,

que disminuya el nivel lógico de incertidumbre de las reservas minales.

¿Cuales han sido, son y serán las sustancias, que, en un cierto momento, la sociedad necesita

y demanda?. Evidentemente son tantas y tan cambiantes como la propia sociedad y como ella

tienen una tendencia creciente, cíclica y oscilante, lo que se refleja, obviamente, en los precios

que esta dispuesta a pagar por las mismas en cada momento. Una clasificación, que no trata de

ser exhaustiva ni tampoco totalmente precisa, y llevada a cabo a través de las estadísticas

anuales publicadas por el Minerals Yearbook, el Mining Magazine y por los quinquenales "Annales

des Mines", viene dada en el capítulo 4º, en el cual se ha intentado obtener una racionalización

de la clasificación en la forma de;

Rocas Metales Combustibles Minerales industriales

de acuerdo con la historia de la propia humanidad, en la que su avance o desarrollo siempre vino

definido por la necesidad de alguna sustancia minera, y ello dejando aparte el más importante

mineral para el ser humano como es el agua, que en cualquiera de sus formas de utilización y

precio, supone más de unos 300.000 millones de toneladas por año que, por su importancia

numérica, alteran y deforman las posibles y necesarias comparaciones.

GRUPO SUBGRUPO GRUPO SUBGRUPO

ROCAS ENERGÉTICOS

MATERIALES DE COMBUSTIBLESCONSTRUCCIÓN

ROCAS ORNAMENTALES HIDROCARBUROS

PIEDRAS PRECIOSAS NUCLEARES

METALES INDUSTRIALES

BÁSICOS FERTILIZANTES

MENORES SALES

PRECIOSOS ESPECIALES

-21-

3. CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES DE LAS INDUSTRIAS MINERAS

Como corresponde a las naturales diferencias en sus aplicaciones, cotizaciones y distribución en

la corteza terrestre existen marcadas diferencias entre los cuatro grupos de sustancias mineras

y van a dar lugar a unas industrias trasformadoras con marcadas diferencias.

Rocas

- Gran tonelaje y poco valor del producto.

- Inagotables reservas, bien distribuidas por todo el mundo.

- Orientación hacia el mercado.

- Gran competencia entre los productos.

- Localización próxima a ciudades de gran consumo, salvo por razones ecológicas.

- Poco control de calidad.

Metálicas

- Gran valor del producto y poco tonelaje.

- Mayor problema de agotamiento de reservas que de su sustitución por otra

sustancia.

- Orientación hacia la tecnología (exploración, laboreo y tratamiento).

- Recuperación de las chatarras

- Distribución irregular en el mundo.

- Pequeños yacimientos.

Industriales

- Poco tonelaje y gran calidad

- Mercados cautivos muy exigentes.

- Especificaciones muy rígidas.

- Control de calidad en exploración, mina y en las plantas de proceso.

- Peligro de sustitución del producto más que de agotamiento de las reservas.

Combustibles

- Gran tonelaje y gran valor. Vivimos la Era de la Energía.

- Competencia internacional para el control del suministro y abastecimiento.

- Cambios frecuentes del esquema de las fuentes de la producción energética.

- Bajo nivel de recuperación de los recursos de los yacimientos explotables.

- Gran competencia entre los diferentes minerales que se sustituyen entre sí

fácilmente.


CAPÍTULO III. DEFINICIONES FUNDAMENTALES

1. DEFINICIÓN DE MINA

De la misma forma que se produjo la evolución en el concepto de mineral, una moderna definición

del concepto de "mina", más clara y exigente, se ha venido imponiendo en los últimos tiempos,

habiendo sido ya admitida internacionalmente por los Organismos internacionales competentes,

y especialmente por las grandes instituciones financieras públicas o privadas. Al anticuado y

popular concepto, que aplicaba el título o nombre de mina a cualquier manifestación de minería

antigua o moderna, grande o pequeña, rentable o no, etc. se ha venido a superponer, sin todavía

haberse logrado un convenio público, un criterio más selectivo, de acuerdo con el grado de las

reales fiabilidades geológica y económica. Así se han llegado a diferenciar, conceptualmente, las

siguientes cuatro etapas para llegar al verdadero concepto de MINA:

Indicios, se deben denominar así a las existencias de datos técnicos, históricos, administrativos

e incluso verbales que podrán indicar la aparición de algún valor representativo de una anomalía,

tales como denuncias, muestras, afloramientos, viejas labores mineras, historias locales,

existencia de unas formaciones geológicas similares e incluso de algún sondeo o diágrafo, pero

sabiendo que un solo sondeo no define una mina, sin poderse hablar en un modo formal de una

estructura o modelo, ni de cantidad, ni de calidad medida de la sustancia contenida o mencionada,

sino tan sólo de una buena posibilidad de existencia de unos valores por encima de las leyes

mínimas económicas.

Criaderos, que son aquellas estructuras geológicas determinadas relativamente en un espacio

concreto, pero sin llegar a tener todavía los suficientes datos de la cantidad y la calidad que

permitirán pasar a una valoración económica. Puede, geológica y geofísicamente, tener

determinados unos límites geográficos, pero no se puede establecer, todavía, ni minera ni

mineralúrgicamente, su fiabilidad o explotabilidad económica.

Yacimientos, que son aquellos criaderos que, habiendo sido ya evaluados en su disposición

espacial, en su distribución, en cuanto a su tonelaje y leyes, e incluso habiéndose estudiado su

método posible de explotación, pero que, todavía, están por desarrollar o que han sido parados

coyunturalmente por razones políticas, tecnológicas o económicas.

Mina, es la explotación que está en operación y que tiene una producción regular, que logra su

comercialización y con ello genera un flujo de ingresos y gastos que da como resultado real un

beneficio económico y/o social. En algunos casos aquello que realmente importa a la sociedad es

la creación de una gran corriente de servicios que pueda derivarse de la explotación de tales

recursos mineros, más que la propia naturaleza física del recurso mismo.


Intermedio entre los conceptos de yacimiento y de mina, se debe de incluir la etapa denominada

Proyecto, que por su gran importancia cada vez mayor en tecnología, en tiempo y dinero, así

como por llevarse a cabo en esta fase importantes inversiones y trabajos de ingeniería, de

construcción y de preparación de la mina tiene ya un carácter positivo y real de empleo, de mano

de obra y de generación de trabajo, riqueza y conocimiento.

2. PASOS PARA LLEGAR A LA MINA

A partir del indicio o de la anomalía, el equipo geológico procede, de acuerdo con su buen saber

y conocer, a establecer y determinar un modelo, que, si en un principio se puede apoyar en unas

hipótesis o en unas interpretaciones cualitativas, tiene que irse consolidando con el tiempo en

unos datos más reales que permitan unas cuantificaciones cada vez más aproximadas, más

certeras, que fundamentalmente van confirmando o reajustando el modelo. Es decir, se van

incorporando, paso a paso, nuevos datos reales para lograr la aproximación del modelo a la

realidad. Los tradicionales medios mineros para la obtención de estos necesarios y básicos datos

geológicos han sido, son y serán:

- La geología

- la geofísica

- los sondeos y barrenos

- las calicatas

- los pozos y galerías

- las minas pilotos

- los análisis químicos y físicos.

Como una técnica fundamental de aportación de datos en forma económica, rápida y eficaz,

deberá destacarse la realización de los sondeos, que si bien tradicionalmente han sido realizados

con la captación del testigo en una forma continua, modernamente se pueden realizar bien por

la simple captación del polvo, para su análisis, ó bien por la introducción de unos útiles especiales

de testificación geofísica, que, a través de medidas indirectas, podrán obtener diagrafías o datos

puntuales de localización de los terrenos atravesados. En este caso se puede hablar mejor de

barrenos en lugar de sondeos y no se debe tratar de una técnica sustitutiva, sino complementaria

del tradicional y bien clásico testigo continuo, cuya utilidad no es, ya sólo, el contenido en leyes

de los minerales, sino también la obtención de unas muestras de carácter geomecánico y

mineralúrgico, así como de una caracterización de los terrenos atravesados.


La realización de las calicatas, pozos y galerías, con un carácter complementario a la ejecución

de los sondeos, tienen, hoy en día, el doble peligro de su alto coste y del aporte de pocos datos

y alterados por la zona a la que pueden llegar, que lógicamente está casi siempre meteorizada

e incluso bastante transformada químicamente, hasta el punto de llegar a poder suministrar una

información errónea o al menos contradictoria con los datos más profundos.

La realización de minas pilotos es una técnica habitual en los grandes proyectos mineros para

tratar de reproducir, a una escala semi-industrial, aquellas condiciones operativas mineras y

mineralúrgicas necesarias para suministrar datos reales sobre la recuperación, la estabilidad, los

reactivos y los tiempos de acondicionamiento del mineral. Pero dado su alto coste queda

circunscrito su empleo a los grandes proyectos, siendo, en todo caso, utilizado como una fase

preliminar en aquellos casos de las minas medianas en que se podría modularizar (dividir en

módulos menores) la producción vendible, especialmente para comprobar las reacciones o

dificultades que impondrá el mercado ante el nuevo producto minero a introducir. El gran volumen

de los datos obtenidos por las técnicas de exploración empleadas deben ser clasificados en un

sistema bien ordenado o conjunto de "elementos finitos", de bloques, de ladrillos, áreas,

polígonos, etc, para lograr la más completa y realista representación de la distribución espacial

de todas las toneladas y leyes, que pueden ser ajustadas estadísticamente por las apropiadas

técnicas de interpolación y de extrapolación, al mismo tiempo que se pueden realizar aquellas

estimaciones de variaciones, errores, etc, que llegan a medir el riesgo de las evaluaciones

efectuadas. Modernamente, existe una tendencia a medir más el riesgo que la propia certeza de

la evaluación de las reservas mineras de un proyecto.

La moderna minería debe explotar, hoy, unas leyes más bajas de minerales que antaño y que aun

han permanecido en la corteza terrestre, bien porque han sido dejadas allí por los antiguos

mineros o bien porque eran demasiado abundantes -podría decirse que lo malo abunda- de ahí

que obligatoriamente las modernas explotaciones tienen que ir acompañadas de una planta de

tratamiento del mineral para incrementar el valor del producto vendible, al mismo tiempo que

reducir el impacto negativo de aquellas características químicas o físicas que penalizan el mineral

natural y le dan la forma y tamaño que requiere la posterior industria transformadora.

Es la fase de la optimización económica de los datos y del diseño de la operación para convertir

el elevado conjunto de los recursos en unas reservas explotables en función de algunos criterios


PASOS EN LA ESTIMACIÓN DE LAS RESERVAS

corporativos o empresariales así como de las limitaciones que impondrá el mercado. La

presentación de las evaluaciones, deberá, hoy en día, llevarse a cabo a través de un inventario

que se presentará, generalmente, en forma de curvas (toneladas-leyes), secciones, plantas,

maquetas, matriz de bloques, gráficas 3D, etc. Al conjunto geométrico se le denominará MODELO

DE INVENTARIO DEL MINERAL.

Este inventario de minerales, no será, sin embargo, el que constituirá el conjunto de los minerales

recuperables, ya que, junto a las limitaciones que cada bloque espacial por su ley tendrá como

por la densidad del mineral o estéril, deberá tenerse muy en cuenta un parámetro tan importante

como será la futura recuperación mineralúrgica que no significará, tan solo, la posibilidad real de

poder perder algún elemento vendible, sino también la necesidad de tener que conocer la tecno-

logía y costo del proceso de concentración que se tendrá que utilizar. También las restricciones

tecnológicas o las sociales, las previsiones de precios futuros, los gastos extra o postmineros y

las limitaciones empresariales, reducirán el modelo previo de inventario hasta lo que denominare-

mos MODELO ECONÓMICO.


3. ETAPAS DEL TRATAMIENTO DE LOS MINERALES

El proceso de concentración o beneficio, que constituye la tecnología de la Mineralurgia o del

proceso de los minerales y que es auténticamente crítico en la moderna tecnología minera y de

la que no debe de ser separada, puede ser clasificado en 4 etapas según el grado de la dificultad

del propio tratamiento del producto final con relación al inicial.

PROCESOS TÍPICOS DE CONCENTRACIÓN DE MINERALES

ETAPA GRADO DE PROCESOS TÍPICOS EJEMPLOSCONCENTRACIÓN

1ª PEQUEÑO Estrío manual , trituración, Rocas, tierras, arcillas, clasificación, lavado, corte, hierros, carbones pulido, etc. buenos, áridos, oro y

minerales aluvionares.

2ª MEDIO Trituración gruesa, Carbones medios, clasificación gravimétrica, industriales y metales medios densos, secado, pesados sueltos.mezclado y homogeneizado

3ª NORMAL Trituración gruesa y fina, Sulfuros metálicos molienda, flotación, espesado, diseminados, industrialesfiltrado y secado especiales.

4ª GRANDE Trituración gruesa, fina, Oro, plata y otros metalesmolienda, disolución química, diseminados, uranio, concentración, electrólisis, cobre y sales.precipitación y fusión

NOTA.-Evidentemente pueden presentarse algunos casos aislados en que puedan concentrarsefácilmente unos minerales difíciles, como es el caso del oro por bateas o el de unas rocas y tierrasque requieran una difícil concentración como los caolines o arcillas.

4. DEFINICIÓN DE MINERAL, MARGINAL Y ESTÉRIL

La clasificación internacionalmente aceptada, y obligatoria legalmente en algunos de los

principales países sajones para la definición de reservas es la siguiente:

PROBADAS

MEDIDAS

DESARROLLADAS

RESERVAS PROBABLES

INDICADAS

POSIBLES

INFERIDAS


El profesor Mc KELVEY ha establecido en función de dicha clasificación la siguiente Matriz o BOX

para poder establecer la diferencia entre ellas y sobre todo la diferencia entre el concepto de las

RESERVAS con el concepto de los RECURSOS.

TOTAL DE RECURSOS MINEROS

IDENTIFICADOS NO IDENTIFICADOS

FIABILIDAD DEMOSTRADOS INFERIDOS HIPOTÉTICOS ESPECULATIVOS

ECONÓMICA %

MEDIDAS INDICADAS

RESERVAS R1 R1 R2 R3

MARGINALES R2 R2 R2 R3

LATENTES R3 R3 R3

FIABILIDAD 100 - 87,5 87,5 - 75 75 - 50 50 - 25 < 25

GEOLÓGICA %

Mc KELVEY BOX

Una simple explicación sobre los conceptos que enmarcan la citada matriz podrá aclarar las

diferencias entre ellas.

Recursos marginales: son las reservas recuperables a un precio de hasta 2 veces el actual

Recursos latentes: son las reservas con unos precios entre 2 - 10 veces el actual

Estéril: son los recursos con unos contenidos nulos o inferiores a los que co-

rresponden de los latentes

5. EL CONCEPTO DE RECURSO Y DE RESERVA. LA FIABILIDAD GEOLÓGICA Y LA

FIABILIDAD ECONÓMICA

El concepto de mineral se debe aplicar a cualquier recurso geológico que puede ser explotado

con beneficio en el momento actual, esto es, que tenga un valor económico superior a los

costes. Quizás en el idioma castellano falte un palabra para traducir el concepto inglés de ORE,

que deberá ser entendido como mineral económico. Por ello en la práctica minera la valoración

de los recursos geológicos se debe establecer de acuerdo a los siguientes criterios básicos:

1. Criterio físico o de certidumbre geológica, llamada FIABILIDAD GEOLÓGICA

2. Criterio económico o de rentabilidad de la explotación minera, llamada FIABILIDAD ECONÓMICA

Así pues, deben diferenciarse claramente los conceptos de recursos y reservas. Los recursos


pueden asociarse a la idea geológica de su existencia física, y las reservas a la parte de esos

recursos que pueden explotarse de manera rentable en un momento determinado. Es decir, el

recurso es un concepto semiestático y menos preciso, mientras que las reservas son un concepto

más dinámico y seguro. Para un yacimiento dado, y en un período de tiempo determinado, las

reservas aumentan:

a) Cuando el precio del mineral sube.

b) Cuando los costes de explotación bajan, y los rendimientos de recuperación

minero-mineralúrgico suben.

c) Cuando se acepta un mayor riesgo económico o temporal por parte de la empresa

o un menor beneficio en la explotación.

Por todo lo expuesto, creemos oportuno adoptar la "Clasificación Internacional de Recursos

Minerales" recomendada por un grupo de expertos sobre "Definición y Terminología para

Recursos Minerales", convocados por la Secretaría General de las Naciones Unidas y organizado

por el Centro para Recursos Naturales, Energía y Transporte, en U.N. Headquarters de Nueva

York en 1.979.

6. CATEGORÍA DE LOS RECURSOS MINEROS

Se definen tres categorías básicas de recursos R-1, R-2 y R-3. Estas categorías se diferencian

de acuerdo con su nivel de fiabilidad e incluyen los recursos minerales "In situ" que pueden ser

económicamente interesantes en las próximas 2 ó 3 décadas.

CATEGORÍA R-1

Incluye aquellos recursos "In situ" que han sido reconocidos con suficiente detalle como para

establecer su modo de formación, la clase y las cualidades esenciales de cada uno de sus

componentes individuales. Las principales características mineras del proceso tales como; el

grado de distribución de la mena, las propiedades físicas que la afectan, y la mineralogía de los

elementos constituyentes, son conocidos primordialmente mediante análisis directos y medidos

de la mena, y combinados con extrapolaciones de exploración geológica y con datos geofísicos

y geoquímicos. Las cantidades han sido estimadas con un alto nivel de fiabilidad; sin embargo,

en algunos depósitos o en parte del mismo el nivel de error aceptable puede llegar hasta un 30%.

CATEGORÍA R-2

Se incluyen en ella los recursos estimados "In situ" que están directamente asociados con


descubrimientos de depósitos minerales, pero que al contrario que en los recursos incluidos en

la Categoría R-1, las estimaciones son preliminares y basadas únicamente en un conocimiento

geológico inicial efectuado en algunos puntos del criadero. El modo de formación o génesis, el

tamaño y la forma se dan por analogía general, por consideraciones estructurales, y por el

análisis de datos directos y/o indirectos del depósito. Menos importancia tiene en esta categoría

la estimación de las cubicaciones, pudiendo llegar los errores de estimación hasta un nivel de un

50%.

CATEGORÍA R-3

Estos recursos están por demostrar, pero existen indicios, sin embargo reales, de tipo similar a

depósitos ya descubiertos. Las estimaciones de las cubicaciones In situ están, principalmente,

basadas en extrapolaciones geológicas, indicaciones geofísicas o analogías estadísticas. La

existencia y tipo de algunos de estos depósitos son meramente especulativos. Podrán o no ser

confirmados dentro de algunos años. Las estimaciones para R-3 sugieren una extensión de las

extrapolaciones y en algún sentido de la prospección de los materiales superficiales. El bajo nivel

de fiabilidad deberá ser claramente reflejado en el informe de evaluación de los recursos.

Cada una de las categorías puede ser posteriormente subdividida en:

E (Económicas) y S (Subeconómicas o marginales) siendo:

E = Aquellos recursos "In situ" que se consideran pueden ser explotados en un área concreta,

en función de unas determinadas condiciones socio-económicas y tecnológicas existentes

en un período de tiempo.

S = El resto de los recursos "In situ" que no se consideran en el período de tiempo estimado

de interés económico, pero que pueden serlo en función de futuros cambios económicos

y/o tecnológicos.

A su vez, dentro de esta categoría de recursos subeconómicos, pueden diferenciarse los recursos

marginales "M" y los recursos latentes "L", siendo aquellos los que incluyen las explotaciones de

un futuro inmediato como resultados de unos cambios relativamente normales o anticipables en

las actuales circunstancias técnicas o económicas.


Precisamente se denomina "Break even" a aquella cotización del mineral a partir de la que un

mineral, yacimiento o una parte del mismo pasarán a ser explotables, conocida su ley media, sus

costes y sus rendimientos. Debe ser medida en la unidad económica de la cotización del mineral

y marca el limite a partir del que un mineral o recurso puede ser llamado reserva y por lo tanto

establece el punto de apertura o cierre de una mina o de parte de ella. Discutible es la

incorporación en los costes de las amortizaciones de las inversiones apareciendo dos conceptos

de Break-even uno más operativo (sin amortizaciones) y otro más fiscal o financiero(con

amortizaciones).


CAPITULO IV. LA INDUSTRIA MINERA.

SUS VALORES, PRODUCCIONES, PRECIOS Y MERCADOS

El papel o los valores de la Industria minera en el mundo moderno debe ser examinado

desde varios puntos de vista muy diferentes:

1º. Por su valor económico simple

De acuerdo con los cuadros nº 1 y 2, que se adjuntan, la producción minera anual viene a

ser de unos 30.776 Millones de toneladas que, con un valor medio de unos 53 $/t, nos da

un valor global de unos: 1 641 088 Millones de Dólares / año, que sobre un PIB GLOBAL

de 20 billones de dólares equivale a un 6,25% y a unos 300 Billones Ptas. / año = 3 veces

PNB de España.

Su variación en la anterior década fue la siguiente:

VALOR TOTAL DE LA PRODUCCIÓN MINERA MUNDIAL

VALOR DEL COMERCIO MUNDIAL DE MINERALES

SOBRE EL COMERCIO

MUNDIAL

AÑO BILLONES $ BILLONES $ % %

1980 1269 652 51,4 33

1981 1226 623 50,8 32

1982 992 566 57,1 31

1983 989 515 52,1 28

1984 1025 515 50,2 27

1985 1010 491 48,6 26

1986 1045 440 42,1 20

1987 1057 442 39,6 17,7

1988 1116 362 32,4 -

1989 1182 363 30,7 -

1990 1261 375 29,7 -

1991 1236 382 30,9

1992 1249 - - -

Nota : La tendencia a la baja del comercio mundial de minerales se debe a la política, de la mayoría de los países, de conseguir unos productos más acabados a bocamina, que pasan a ser considerados dentro de otras partidas de productos transformados en el GATT. Estos datos permiten obtener unos índices relativos de densidad de producción minera de

unos 273 $ /habitante /año y de densidad por superficie de extracción de unos 5 333 $/Km2.

Su valor relativo y total por sustancias y grupos, de acuerdo con la clasificación del capitulo

2º para el año 2000 y conforme con las más recientes estadísticas disponibles del Minerals

Yearbook, U.S. Geological Survey, Annales de Mines y las españolas del Ministerio de

Industria, Carbunion y la Asociación Nacional del Plomo es la siguiente


CLASIFICACIÓN Y VALORES DE LAS PRODUCCIONES MINERAS EN EL AÑO 2000

GRUPO SUSTANCIA TONELAJE Valor Valor total Subgrupo % % Unidad Millón. t $/t Millones Millones $ valor tonelaje

ROCAS

Piedras 7.150 5,4 38.610

Gravas 3.850 6,0 23.100

Arenas 2.585 5,0 12.925

MATERIALES Calizas 2.000 15,0 30.000

DE LA Yesos 110 7,0 770

CONSTRUCCIÓN Cales 160 45,0 7.200

Arcillas 165 25,0 4.125

Cementos 1.700 77,5 131.750

Arenas silíceas 165 100,0 16.500

Subgrupo 17.885 264.980 16,15 58,11

Pizarras 2,5 400,0 1.000

ROCAS Mármoles 22,5 350,0 7.875

ORNAMENTALES Granitos 13 400,0 5.200

Otras ornamenta. 5 250,0 1.250

Subgrupo 43 15.325 0,93 0,14

Mquilates

Perlas, rubíes, esmeraldas, ópalos 56 65,0 3.640

GEMAS Diamantes industriales 60,5 5,2 312

Diamantes 20 200,0 4.000

Subgrupo 116,5 3.952 0,24 0,038

METALES miles t

Hierro (mineral) 1.010.000 26 26.260

Cobre (metal) 13.100 1.760 23.056

BÁSICOS Plomo (metal) 2.980 462 1.377

Zinc (metal) 8.000 1.122 8.976

Aluminio (metal 23.900 1.500 35.850

Subgrupo 1.057.980 95.519 5,82 3,44

miles t

Níquel 1230 8.613 10.594

Cobalto 32,3 34.100 1.101

Cromo 13,7 1.450 20

Estaño 200 8.140 1.628

Volframio 31,5 7.500 236

Molibdeno 440 6.000 2.640

MENORES Titanio 5.000 300 1.500

Vanadio 42 4400 185

Manganeso 7.500 240 1.800

Magnesio 277 4400 1.219

Mercurio 630 4286 2.700

Otros -

Subgrupo 15.397 23.623 1,44 0,05

t metal

Oro 2.445 9.180.328 22.446

Plata 17.900 172.131 3.081

PRECIOSOS Platino 178 13.033.333 2.320

Paladio 177 19.032.258 3.369

Subgrupo 20.700 31.216 1,90 0,07


CLASIFICACIÓN Y VALORES DE LAS PRODUCCIONES MINERAS EN EL AÑO 2000

ENERGÉTICOS Millón. t Turba energética 1.000 10 10.000

CARBONES Lignito 1.000 20 20.000

Antracita 1.000 60 60.000

Hulla 1.223 75 91.725

Subgrupo 4.223 171.725 10,46 13,72

Petróleo 4.445 162 720.168

Gas Natural 2.100 125 262.500

HIDROCARBUROS Arenas Asfálticas 200 50 10.000

Pizarras bituminos n.d. n.d.

Subgrupo 6.745 992.668 60,49 21,92

En t

NUCLEARES Uranio 36.000 22.000 792 0,05 0,70

INDUSTRIALES O QUÍMICOS Millón. t

Fosfatos 140,0 40 5.600

Potasas 26,5 155 4.108

FERTILIZANTES Piritas 22,3 20 446

Azufre 57,4 32 1.837

Turba agrícola 27 27

Subgrupo 246,2 11.990 0,73 0,80

Sal Común 210,0 40 8.400

Bromo 0,5 900 468

Magnesita 3,1 43 133

Fluorita 4,5 40 180

Sosa 31,0 130 4.030

SALES Barita 5,7 24 137

Borax 2,5 250 625

Carbonatos 10,0 100 1.000

Sulfatos 4,0 140 560

Subgrupo 271,3 15.533 0,95 0,88

Asbestos 6,0 150 900

Estroncio 0,3 63 19

Caolines 27,0 107 2.889

Feldespatos 9,1 50 455

MINERALES ESPECIALES Talcos 9,5 117 1.112

Refractarios 20,0 150 3.000

Arcillas 50,0 65 3.250

Arenas 107,0 20 2.140

Subgrupo 228,9 13.765 0,84 0,74

TOTAL 30.776 1.641.088 100 100

TOTAL per cápita 6.000 millones 5,13 53 273,5


Que representada gráficamente nos muestra la diferencia tan grande que existe entre valor y

cantidad, ya que en la primera destacan fuertemente el valor económico de los minerales

energéticos, mientras que en la segunda se muestra la importancia numérica de las piedras

o rocas de la construcción.

2º.- Por su valor añadido

En los Estados Unidos de América, por ejemplo, una producción minera con un valor de

50.000 millones de $/año soporta unos 300.000 millones de producción industrial, según el

Mining Engineering Handbook de 1992, lo que representa un 8% del GNP de USA., y

demuestra el verdadero sentido de creación de nueva y verdadera riqueza que tiene la

minería tan sólo comparable a otros sectores como la Agricultura, la Ganadería y la Pesca,

pero no comparable al Comercio, la Banca o las finanzas. Por ejemplo: 1 Kg. de Fe valdrá

unas 2 Ptas. en valor de bocamina, pero ese kilo transformado en acero en forma de un

automóvil, se venderá a unas 1.750 Ptas. / Kg. Luego la relación entre el Valor minero y el

Valor industrial vendrá a ser, en la mayoría de los casos, menor de un 10%.

En valor

18%

8%

71%

3%

ROCAS

METALES

ENERGÉTICOS

INDUSTRIALES

En peso

59%

3%

36%

2%

ROCAS

METALES

ENERGÉTICOS

INDUSTRIALES


Esta riqueza procedente de la minería suele estar mal repartida. Existen países Ricos y

Pobres en la minería, pero en su conjunto, esta industria, sin la posterior transformación,

viene a representar un 2% del PIB de un país medio. Variará desde algunos casos con más

del 5% del PIB como en Bolivia, Venezuela, Arabia Saudita, Australia, Chile y Canadá, a

representar menos del 1%, como ocurrirá en Francia, Italia, Suiza, Japón y en la mayor parte

de los países menos desarrollados.

3º.- Por su valor comercial

El 30% del comercio mundial corresponde a las materias primas minerales, siendo, junto al

porcentaje de las materias primas de origen agrario, el más importante de los conceptos de

mercadeo, desde los tiempos inmemoriales de Tiro, Roma y Cartago.

En pura realidad y actualidad no se precisa verdaderamente la propiedad del yacimiento o

del mineral sino su más seguro y garantizado abastecimiento, en tiempo y en calidad, para

las posteriores industrias transformadoras. Son los casos de la Política minera de la CEE

(Convención de Lômé), de Suiza y del Japón, en que la garantía de los suministros

procedentes de países terceros, no les ha obligado a invertir en una minería propia, sino

invertir en empresas ultramarinas.

4º.- Por su valor Industrial

El 60% de la actividad industrial (Energía, Transporte y Comunicaciones, Maquinaria,

Construcción, Química) utilizará, básicamente, materias primas minerales, que han sido,

son y serán la base del desarrollo de las sociedades avanzadas. Desde el caso de

Alemania, que para producir su acero inoxidable, además del hierro y el carbón, necesitará

Cr, Mo, Va, y otros metales menores procedentes de África y de otros países para su

potente Industria química, producirá e importará, todo tipo de minerales industriales, por ello

llamados también, minerales químicos. Es el caso del Japón, que para su desarrollo

consume hoy 6 veces más que hace 50 años, siendo el mayor importador de minerales del

mundo, junto a USA., en general procedentes de las minas del área circunpacífica y que en

su mayor parte han sido financiadas por el mítico MITI.

Los países más mineros del mundo, de acuerdo con los cuadros siguientes son: USA,

Rusia, Canadá, Australia, África del Sur, China, Brasil, Chile, Perú e India, en contra de la

idea de que es una industria de países de poco desarrollo, cuando estos lo que hacen es

exportar una importante cantidad. España está muy modestamente situada en un lugar que

no corresponde ni a su historia, ni a su fama ni a su potencial.


Y las mayores compañías no energéticas, aunque incluyen algunos carbones y uranio son:

Compañía País Ventas 2000

1 Anglo - American Reino Unido y África del Sur 20.570

2 Broken Hill Property BHP Australia

Billiton Holanda y Reino Unido

18.402

3 Riotinto Reino Unido y Australia 10.000

4 Alcan Estados Unidos 9.148

5 Noranda Canadá 6.957

6 De Beers África del Sur 6.771

7 Phelps Dodge Estados Unidos 4.525

8 Grupo México Méjico 4.445

9 Codelco + Enami Chile 4.042

10 CVRD Brasil 3.967

11 Mount Isa Minerals MIM Australia 3.513

12 Western Mining Australia 3.403

13 Outokumpu Finlandia 3.323

14 International Nickel Canadá 2.900

15 Freeport McMoran Estados Unidos 1.868

Y las mayores compañías energéticas del mundo son:

Compañía País Ventas 2000

1 Exxon Mobil Estados Unidos 210.392

2 Royal Dutch Shell Holanda y Reino Unido 149.146

3 British Petroleum Reino Unido 148.062

4 Total Fina Elf Francia y Bélgica 105.870

5 Chevron + Texaco Estados Unidos 99.199

6 PDVSA Venezuela 53.680

7 Sinopec China 45.346

8 ENI Italia 45.139

9 REPSOL +YPF España y Argentina 42.273

10 USX Estados Unidos 35.570

Y la lista de los principales paises mineros del mundo con un porcentaje aproximado de su

participación en el valor de la producción minera mundial es la siguiente:


PAÍS % DEL MUNDO % ACUMULADO

RUSIA 15

USA 15 30

ÁFRICA DEL SUR 7

CANADÁ 7

AUSTRALIA 6 50

CHINA 19

CHILE 3

BRASIL 4

PERÚ 2

INDIA 2 70

RESTO DEL MUNDO 30 100

FUENTE: ANNALES DE MINES.

Geopolitique des resources minieres corregido en el año 2000 Ha existido y existe, claramente hasta hoy, una relación entre el Poder y la Minería:" Una

idea, un acero, y una energía", reclamaban los estrategas alemanes y japoneses para

poder dominar sus áreas de influencia, y por ello planificaron, sus primeros ataques bélicos,

hacia ciertas áreas de conocida importancia de recursos minerales como eran Manchuria,

Indonesia o Ucrania y Azerbaiyán.

5º.- Por su valor estratégico o grado de seguridad nacional.

La minería es o será una locomotora o un vagón de cola de la economía de los países. Todo

dependerá de la necesidad social o industrial del momento; en la paz o en la guerra existirán

muy diferentes políticas de abastecimiento. La guerra reciente del golfo Pérsico ha sido una

más de las muchas generadas o creadas por causa del abastecimiento de un producto

mineral a un mercado tan dependiente y vulnerable como es el occidental. El caso extremo

vendrá dado por la aparición de las situaciones bélicas, en que aparece la escasez, por

producirse una demanda mucho mayor que la oferta, generalmente disminuida en dichas

circunstancias, lo que provocará, inevitablemente unos precios elevados, junto a una natural

dificultad de lograr un abastecimiento garantizado.

Otra situación o caso límite ha sido el de los pasados años 80, en los que tan solo han

tenido un aceptable valor aquellos minerales preciosos como el oro, la plata, piedras

preciosas y las rocas ornamentales. La oferta, en un exceso de un 25% sobre la demanda,

en la mayoría de los productos, en contra de las falsas y fallidas previsiones del Club de

Roma sobre el posible agotamiento de los minerales básicos, ha llegado a producir un

notable descenso, a precios constantes, de las cotizaciones de la mayoría de las sustancias

mineras. La falta de consumo de los países en vías de desarrollo, que suponen unas 3/4


partes de la población mundial, no permitió el esperado tirón de la demanda, justamente en

el momento mismo, en que esos países ofertaban nuevas y mayores cantidades de

productos minerales al mercado mundial. La esperanza, en los años 90, deberá estar en la

entrada en el mercado del consumo de materias primas minerales de países como India,

China y Brasil, que suponen prácticamente el doble de la población del mundo Occidental

que, hasta el momento, ha sido el consumidor de más del 60% de la producción minera

mundial.

Una gran incógnita actual suponen los países del Este, grandes productores de minerales

básicos, que para sobrevivir, se verán obligados a exportar sus stocks y sus materias

primas, hasta que sobrepasen la actual crisis. Surge la gran duda de que si los países más

avanzados lo han sido por ser los más mineros o son los más mineros porque han sido los

más avanzados. Es el caso paradigmático de África del Sur, en donde, es difícil saber si

tienen más reservas y recursos de minerales que el resto de África por sus especiales

condiciones geológicas o porque ha existido un acendrado espíritu minero, que se nota muy

especialmente en las fuertes inversiones anuales en nuevos proyectos e investigaciones de

nuevos productos, que la sitúan a la cabeza de la producción minera mundial por cada Km.2

de superficie.

6º.- Por el valor español

En España la minería ha sido el origen de muchas industrias, bancos, empresas y de las

áreas industriales del país, a lo largo del siglo XIX, y muy especialmente en su segunda

mitad a raíz de la promulgación de la Ley de Minas de 1868, que las liberalizó y permitió la

entrada y europeización de capitales en la muy incipiente minería local. Hasta la guerra Civil

la balanza de pagos minera era positiva. Actualmente, tan solo alcanzamos un 50% de auto-

suministro, y tal porcentaje ha continuado bajando a un ritmo de un 1% anual desde hace 10

años. Actualmente, vendrá a representar un valor del 1,00% PNB, mal y tendenciosamente

valorado por las estadísticas oficiales en contra de la minería.

La Industria minera española suponía, en 2000, unos 50.000 puestos de trabajo directos, sin

contar los trabajadores contratados eventualmente o en industrias transformadoras de la

bocamina, que vienen a producir unos 350 millones de toneladas al año con un valor de unos

650.000 Mptas./ año, incluidos todos los minerales, incluso el Uranio y los hidrocarburos,

pero no el agua. Genera unos 100.000 Mptas. / año en Exportaciones y unas 250.000

Mptas./ año de Importaciones, sin contar con la factura de los hidrocarburos, que puede

suponer un billón y medio de pesetas anuales. Realmente el déficit de la balanza de pagos


española es equivalente al monto de las importaciones de los productos minerales como el

petróleo, el carbón, el hierro, la bauxita, el cobre, el plomo, etc.

En la década 1980-90 España venia a ser el 18º país del mundo en la producción de

materias primas y le correspondían unos índices mineros del siguiente orden:

- 10 país del mundo en Producción minera por Km2 = 6.400 $ / Km2

- 60 país como valor de Producción minera por habitante = 80 $/persona/año

- 20.000 Mptas / año de inversiones anuales en los nuevos proyectos mineros y

100.000 Mptas / año en subvenciones directas al carbón.

Algunos comentarios sobre la situación de la minería española al principio de los años 90

son:

- Existe, clara y decididamente, una falta de política minera tanto europea, como

nacional o autonómica.

- Ha existido y existe todavía una clara escasez de voluntad minera nacional y de unos

buenos empresarios adecuadamente tecnificados y una falta de financiación privada

y pública para los grandes temas mineros pendientes.

- Como media en España se viene a desarrollar un gran proyecto minero cada año, 2

medianos y unos 10 pequeños, mientras que se cierran o desaparecen un mayor

número y deberían de cerrarse más, lográndose algún día el sueño de que las

subvenciones se transformen en inversiones, de tal modo que se llegaran a abrir el

doble de nuevas, grandes y buenas minas, que las que actualmente se ponen en

marcha.

- En función de las actuales estadísticas que se acompañan y comparándolas con las

de otros países de Europa :

El mayor valor de la Minería española es la VARIEDAD

- España es el 9º país del mundo en variedad de sustancias (más de 60) a pesar de

su relativamente pequeña superficie. Es un pequeño continente geológico, en su

enorme variedad de terrenos y de circunstancias, lo que ha permitido y permitirá

encontrar cualquier nuevo producto minero que necesite la humanidad, pero por eso

mismo no será nada fácil encontrar grandes yacimientos del tipo de otros países

más grandes y más nuevos, menos explorados y explotados.

- Históricamente, ha sido un país de una minería más metálica que energética (19º

país en producción de metales y 43º en los energéticos). Sin contar con el Uranio,

que podría ser una sorpresa.


- Es una tierra más rica en rocas que en minerales, por ejemplo, en rocas ornamenta-

les, áridos, yesos y calizas para la fabricación de los cementos y cualquier material

de construcción.

- Es pequeño el valor de la producción de minerales por habitante, aunque

relativamente buena la densidad de extracción por Km.2.

- Son muy bajas las inversiones y altas las subvenciones, que es el mayor defecto de

la minería española.

- Se está produciendo un agotamiento psicológico progresivo de las reservas, sin

suficiente investigación complementaria. Aparece la necesidad de crear el concepto

de sondeos negativos para combatir el histórico pesimismo, fácil e injustificado, para

abandonar las explotaciones.

- Existe un exceso de mitos y leyendas y una falta del rigor técnico que debe

caracterizar a una industria moderna.

- Poca amplitud del horizonte de miras, cuando la minería o es a largo plazo e in-

ternacional o no es más que una gran chapuza sobre el terreno.

- Poca internacionalización. Existe un espíritu demasiado parroquial, se viaja muy

poco por los nuevos proyectos del mundo y en consecuencia no se está al día en las

continuas innovaciones de métodos, procesos, sistemas y maquinaria.

- Pocos empresarios privados y de poca calidad. El capital extranjero y el público han

tenido y tienen que suplir el bajo nivel de las inversiones privadas nacionales.

Muy pequeñas inversiones en investigación e innovación tecnológica. Existe un exceso de

subvenciones, deducciones y privilegios que no terminan casi nunca en sondeos.


CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES ESPAÑOLES EN EL AÑO 2000.

PROFESOR ESPI

GRUPO SUSTANCIA TONELAJE Valor Valor total Valor Subgrupo % sobre

ROCAS Unidad Millón. t medio $/t Millones de $ Millones de $ tonelaje

Gravas y Arenas 104 6 624

Margas 12 5 60

Calizas, dolomías 222 15 3.330

MATERIALES Yesos 11 7 74

DE LA Cales 16 45 720

CONSTRUCCIÓN Arcillas 50 25 1.250

Cementos 30 77,5 2.325

Arenas silíceas 8 100 800

Subgrupo 452,6 9.183 88,91

Pizarras 0,78 400 312

ROCAS Mármoles 4,71 350 1.649

ORNAMENTALES Granitos 2,05 400 821

Otras ornamentales 1,00 250 250

Subgrupo 8,54 3.032 1,68

METALES en Kt de metal

Hierro (mineral) 1.000 26 26

Cobre (metal) 24 1.760 42

Plomo (metal) 59 462 27

BÁSICOS Zinc (metal) 200 1.122 225

Aluminio (metal -

Subgrupo 1.282 319 0,25

Estaño 1 8.140 8

Wolframio -

MENORES Mercurio 2 4.286 10

Otros -

Subgrupo 3 18 0,00

en t metal

Oro 4,31 9.180.328 40

PRECIOSOS Plata 221 172.131 38

Subgrupo 225,31 78 0,04


ENERGÉTICOS Unidad Millón. t

Lignito 11,73 20 235

COMBUSTIBLES Antracita 5,16 60 310

Hulla 6,17 75 463

Subgrupo 23,07 1.007 4,53

Petróleo 0,23 162 38

HIDROCARBUROS Gas Natural en Mm3 0,18 125 22

Subgrupo 0,41 60 0,08

NUCLEARES en t Uranio (U3O8) 401 19.800 8 8 0,00

INDUSTRIALES O

QUÍMICOS Millón. t

Potasas 0,65 155 101

FERTILIZANTES Piritas 1,50 50 75

Azufre 1,00 50 50

Subgrupo 3,15 226 0,62

Sal Común 5,50 40 220

Bromo 0,52 900 468

Magnesita 0,16 43 7

Fluorita 0,14 40 5

SALES Barita 0,02 24 1

Carbonatos 2,00 100 200

Sulfatos 1,00 140 140

Otros 0,65 140 91

Subgrupo 9,34 1.132 1,83

Estroncio 0,13 63 8

Caolines 0,45 107 48

MINERALES Feldespatos 0,55 50 28

ESPECIALES Talcos 0,12 117 14

Arcillas especiales 1,00 65 65

Arenas especiales 8,00 20 160

Subgrupo 10,25 323 2,01

TOTAL 509,05 15.387 99,97

TOTAL per cápita 40 millones 12,73 30 384,66 100


La evolución de la minería española a lo largo del siglo viene dada por la siguiente figura, que

demuestra como ha ido respondiendo a las diferentes demandas de cada época y de cada

circunstancia histórica y por tanto a los precios del mercado.

PREVISIBLE FUTURO DE LA MINERÍA MUNDIAL

Aunque al final del libro se añaden unos capítulos sobre las tendencias tecnológicas y

específicas de los procesos mineros una síntesis de las ideas de hacia donde marcha la

minería mundial podrían ser las siguientes:

- Un menor número de explotaciones, pero mucho mayores.

- Se buscará más la calidad que la cantidad del producto mineral vendible.

- Un mayor reciclado de sustancias minerales metálicas.

- Un mayor valor añadido en bocamina, aprovechando todo el contenido mineral

- Una mayor internacionalización y globalización del mercado.

- Una tecnología más avanzada en exploración, en laboreo y plantas.

- Mayor competencia entre el producto substituyente y los minerales clásicos.

- Automatización y robotización de las operaciones. Búsqueda de la continuidad.

- Una maquinaria más controlada por ordenadores, tanto en la operación como en el

mantenimiento.

VALOR DE LOS SECTORES MINEROS ESPAÑOLES A LO LARGO DEL SIGLO XX (ITGE.1990)


CAPITULO V. INGENIERÍA MINERA

1. DEFINICIONES

Desde el punto de vista del Laboreo de Minas, la Ingeniería se define como el conjunto de

conceptos científicos y técnicos, así como todos los estudios de alternativas y los cálculos y planos

para determinar y definir el diseño, seleccionar la maquinaria y el personal necesarios para

realizar el proyecto, así como llevar a cabo los estudios económicos correspondientes.

Los conceptos de Minería e Ingeniería Minera son similares, pero en ningún caso son términos

sinónimos:

• La Minería consiste en la agrupación de los procesos, el trabajo, la ocupación y la industria

relacionados e involucrados en la extracción de minerales de la Tierra.

• La Ingeniería Minera es el arte, la ciencia y la técnica aplicada a los procesos y a la operación

de la Mina.

• El Ingeniero de Minas es el profesional formado y entrenado para relacionar esos dos

conceptos. El / ella es responsable de ayudar a la localización (prospección y exploración) y

demostración de la existencia de reservas, del diseño y puesta en marcha (desarrollo) de la

mina, de la explotación y la gestión de la mina y, finalmente, de su cierre, abandono y

reintegración al medio.

Aunque las etapas de la Ingeniería minera general abarcan las técnicas de prospección y

exploración y se continua posteriormente con las técnicas del proceso mineralúrgico, nos referimos

en este capítulo a aquellas etapas de la Ingeniería Minera que corresponden a la propia

explotación de la mina y que incluye las fases de evaluación y análisis minero de las reservas, el

desarrollo de la apertura de la mina y las operaciones de producción.

2. IMPORTANCIA DE LA INGENIERÍA

La decisión de abordar un proyecto minero no puede tomarse sin un profundo estudio ya que

requiere la dedicación de unos bienes económicos y unos recursos que podrían usarse para un

uso alternativo y que responden, fundamentalmente, a dos conceptos:

• La Inversión, por las actividades que se han de realizar previamente a la entrada en un

régimen normal de explotación, o cuando se modifiquen sustancialmente las condiciones de

una instalación ya existente para dedicarla a otras actividades, mejorar el rendimiento,

prolongar su vida útil, etc.


• Los costes de operación y mantenimiento durante la vida útil de la instalación y motivados por

la propia actividad para la que han sido diseñados o para conservar su capacidad productiva.

La medida del esfuerzo y sacrificio para llevar a cabo un proyecto permite determinar el coste en

unidades monetarias de los recursos que deben dedicarse y es esta íntima unión entre factores

económicos y técnicos la que debe abordar la Ingeniería.

La gran mayoría de las inversiones que se realicen producirán unos rendimientos aceptables e

incluso excelentes, pero otras muchas significarán un fracaso, que incluso podría arrastrar a la

empresa que en su momento las acometió a la desaparición.

Resulta obvio que, por su cuantía y trascendencia, el proceso inversor debe ser tratado por los

responsables de las decisiones empresariales con el mayor rigor y seriedad y el pleno apoyo de la

Ingeniería, huyendo de aquellas que respondan a meras intuiciones sin la menor contrastación, en

otras simples extrapolaciones de pasadas experiencia o de aquellas que aparenten estar avaladas

por “estudios de factibilidad”, pero que, en realidad responden a planteamientos voluntaristas que

buscan su justificación por medio de unos cálculos económicos adaptados al caso.

La Ingeniería debe aportar toda la información posible para que la posterior decisión de inversión

sea realizada con la imparcialidad, frialdad y el rigor científico que en cada caso se deba exigir.

3. FACTORES QUE ABARCA LA INGENIERÍA MINERA

Los estudios de viabilidad, diseño y planificación de las explotaciones mineras tienen,

necesariamente, un carácter interactivo debido a las relaciones que existen entre los distintos

parámetros: geológicos, técnicos y económicos. Existe un notable orden jerárquico en los

problemas, de acuerdo con el estado o nivel de desarrollo, así como las relaciones estrechas

entre los mismos.

Los factores que diferencian básicamente un negocio minero de cualquier otra actividad industrial

son: la no renovabilidad de los recursos que albergan los yacimientos, la heterogeneidad de las

leyes en su distribución espacial dentro de estos, las fuertes inversiones de capital inicial que se

requieren y los largos periodos de retorno. A estos hay que añadir otros factores externos como

son la incertidumbre de algunos parámetros geológicos y técnicos y las fluctuaciones de los

precios a lo largo del periodo operativo de las minas.

Dos son los parámetros que tienen una gran influencia sobre la rentabilidad económica de un

proyecto minero, el ritmo de producción y la ley de corte, cuyos valores teóricos pueden ser


calculados en la etapa de viabilidad con diversos modelos de optimización a partir de datos como

son la inversión total de capital, los costes de explotación, los beneficios unitarios, etc.

En la determinación del tamaño del proyecto juega también un papel muy importante la demanda

del producto prevista en el Estudio de Mercado. Esta demanda puede tener su origen en una

demanda insatisfecha (precios altos o intervenidos) o en una demanda por sustitución (innovación

técnica o sustitución de importaciones).

Otro condicionante del tamaño del proyecto, es lo que se conoce como unidad mínima de

producción rentable, a su vez íntimamente ligada a la tecnología minera utilizada. Esta

interpretación debe ser moderada por las limitaciones geológicas del depósito. Unas reservas

explotables limitadas restringirán la cantidad de capital a invertir y, por lo tanto, el tamaño de la

operación. Otros factores como son los de tipo financiero, político o fiscal, son también

importantes.

La respuesta a todos los interrogantes que se plantean a la hora de abordar un proyecto minero

solo puede obtenerse desde el campo de la Ingeniería.

Una clasificación de las actividades científicas y de cálculo técnico a determinar y definir a través

de los correspondientes estudios y determinaciones para la realización de un proyecto de mina,

grande o pequeña, con mayor o menor precisión, intensidad o rigor en la INGENIERÍA DE

LABOREO MINERO son:


Preparación Apertura

HUECO Bancos o niveles Accesos Rampas o pozos Muro MECÁNICA DE ROCAS Techo

DISEÑO Laterales GEOMÉTRICO Interior

VERTEDEROS Exterior DESAGÜE Y DRENAJE RESTAURACIÓN

ENERGÍA - TIPO Y CANTIDAD ESPECIFICACIONES Y CONJUNTOS

MAQUINARIA CANTIDAD Y CAPACIDAD RENDIMIENTOS Y UTILIZACIÓN FABRICACIÓN Y MARCA

OPERADORES

Mecánico PERSONAL MANTENIMIENTO Eléctrico

Técnica SUPERVISIÓN Superior

3.1. CONSIDERACIONES AL DISEÑO GEOMÉTRICO

Para el diseño del hueco, la forma de proceder es:

a. Simular el hueco o huecos finales mediante unos modelos troncocónicos invertidos que

permiten comparar las alternativas, eligiendo aquella que mejor cumple los objetivos

perseguidos (cono flotante o Algoritmos de Lochman).

b. Elegida la mejor alternativa, proceder a incorporarle las rampas y los bancos, accesos e

infraestructura para hacerla operativa.

c. Optimizar la solución elegida para mejorarla y obtener alguno de los objetivos siguientes:

• Máximo beneficio actualizado

• Máximo tonelaje con menor ratio

• Máxima vida de explotación

• Mínima inversión y muy rápida recuperación de la inversión


La manera habitual de llevarlo a cabo es a través de los siguientes índices: obtener el mejor TIR,

PVR o PAY BACK de la alternativa o solución final jugando con algunos de los siguientes

parámetros:

Parámetros no discrecionales

• Ley del mineral o producto.

• Precio y mercado.

• Costes del personal, de la maquinaria y el dinero.

• Rentabilidad mínima exigida por los inversores.

Parámetros discrecionales

• Método y Sistema.

• Tamaño y Ritmo

• Secuencia de la explotación

• Periodo de construcción

• Propiedad y financiación

3.2. CONSIDERACIONES A LA MECÁNICA DE ROCAS

Además de mejorar el conocimiento de los materiales a minar, su principal objetivo minero es

conseguir la mejor estabilidad dinámica de las estructuras de Muro, Techo, Laterales y Vertederos,

mediante los estudios y cálculos aplicados y el posterior control y seguimiento “in situ” para

introducir las oportunas correcciones.

Asimismo, la Mecánica de Rocas debe ayudar en el conocimiento de las características de las

rocas para seleccionar adecuadamente la maquinaria y los principales útiles de desgaste y de

consumo.

3.3. CONSIDERACIONES RESPECTO A LOS VERTEDEROS

El criterio principal para diseñar los vertederos es que “el mejor vertedero es el que no existe y,

después, el propio hueco de la explotación, que debe ser aprovechado para tal fin”. Además, la

moderna ingeniería debe tender, en cualquier caso, a reducir los residuos.

Los tipos de vertederos considerados usualmente son:

• Interior

• Exterior

• Mixto (el más frecuente)

• Presas de residuos

Los criterios para elegir el emplazamiento del vertedero son:

Geotécnicos Estabilidad y Seguridad

Económicos Distancia y precio de los terrenos


Ecológicos Integración en el medio ambiente

Topográficos Volumen y vida

Mineros Sin mineralizaciones en el subsuelo

3.4. CONSIDERACIONES RESPECTO AL DRENAJE Y DESAGÜE

Los objetivos principales de la infraestructura de drenaje y desagüe son:

• Tener el agua por debajo de la cota de explotación.

• Desviar los caudales públicos, sin contaminarlos.

• Utilizar el agua de la mina.

Para los grandes proyectos mineros a cielo abierto, el proceso o política lógica que debe seguirse

es la siguiente:

1. Estudio hidrológico, para determinar la cantidad, calidad y situación del agua, así como la

realización de perfiles piezométricos.

2. Estudio geomecánico, de los efectos del agua sobre la altura y taludes críticos, midiendo la

influencia del agua en la estabilidad del hueco a crear.

3. Aprovechamiento del agua, mediante el diseño y cálculo de represas, espesadores,

canales, tratamiento de las aguas residuales, etc.

4. Recuperación y uso del agua en la mina y las plantas de tratamiento, explotando la

posibilidad del reciclaje y de la recuperación de los subproductos que pueda llevar el agua.

5. Desagüe exterior, a partir del diseño del canal de guarda perimetral y del control de los

vertidos inevitables.

6. Drenaje subálveo, mediante la programación de los sondeos, pozos y galerías para drenar el

hueco programado

7. Desagüe interior, estableciendo las conducciones, regatas y decantadores para, desde

ellos, bombear al exterior. Determinación de las bombas y tuberías, establecimiento de su

número y de la calidad de los materiales a emplear en el desagüe.

3.5. CONSIDERACIONES RESPECTO A LA RESTAURACIÓN AMBIENTAL

El criterio principal a considerar cuando se afronta la restauración medioambiental es el de “dejar

el espacio afectado mejor que estaba, dado que nunca será posible dejarlo igual que estaba pues

falta el mineral”

Existe un segundo criterio en virtud del cual la restauración medioambiental “puede ser un negocio

más que un reto tecnológico”.

Los objetivos básicos de la restauración son:


1. Crear una geometría de huecos y escombreras que sean estables estructuralmente, para lo

cual se prestará especial atención a:

• Diseños geotécnicos

• Formas de vertido y construcción (arriba – abajo o bien abajo – arriba)

2. Integración en el paisaje del entorno mediante el correcto diseño de formas geométricas

adaptadas al terreno:

• Relleno de huecos total o parcialmente.

• Descabezamiento o suavizado de taludes.

• Implantación de la vegetación.

3. Uso y aprovechamiento de los terrenos recuperados:

• Usos agrícolas y forestales

• Usos recreativos y educativos

• Usos industriales y urbanísticos

• Reconstrucción de medios naturales

• Vertederos controlados de estériles y residuos urbanos

• Depósitos de agua

4. Viabilidad económica de la recuperación de los terrenos afectados. Estudio de la rentabilidad

de la solución.

3.6. CONSIDERACIONES RESPECTO A LA SELECCIÓN DE LA MAQUINARIA

La principal regla para el diseño en la moderna ingeniería minera es;

La maquinaria define el sistema y la geometría del diseño de la explotación.

Todo proceso de selección de maquinaria analiza un conjunto de criterios denominados básicos o

generales, así como otro grupo definido como criterios específicos.

1. CRITERIOS BÁSICOS

• Condiciones del entorno en las que se van a desarrollar las operaciones, como son altitud,

temperatura, precipitaciones, vientos, tipo de terreno, accesibilidad, infraestructura

eléctrica, disponibilidad de mano de obra, talleres o bases de los distribuidores de la

maquinaria, proximidad a áreas habitadas, limitaciones ambientales,

• Características del depósito mineral:

• Estériles interiores a la mineralización y de recubrimiento (potencias, naturaleza y grado de

consolidación, propiedades geomecánicas, estabilidad de los taludes, angulo de reposo de

los estériles sueltos, etc.).

• Mineralización (tipo y forma, espesores, inclinación, propiedades geomecánicas,

alterabilidad).


• Hidrología e hidrogeología

• Otras propiedades de los materiales (densidades, factores de esponjamiento, abrasividad,

pegajosidad).

• Parámetros de la explotación que definen la geometría de las misma y la organización que

se aplicará para llevar a cabo los trabajos (límites de propiedad, dimensiones dela

excavación, alturas de banco, anchuras de pista, bermas, organización del trabajo, ritmos

de producción, selectividad minera, vida del proyecto, disponibilidad de capital,

2. CRITERIOS ESPECÍFICOS

• Criterios de rendimiento (capacidad de producción, fuerzas de excavación o arranque,

tiempos de ciclo, alturas, velocidades)

• Criterios de diseño (potencia total, vida en servicio, robustez, configuración, facilidad de

mantenimiento y reparaciones, niveles de ruido, fuentes de energía,).

• Criterios de servicio (maquinaria auxiliar requerida, frecuencia de servicio, repuestos

necesitados, herramientas requeridas, adiestramiento del personal,.).

• Criterios económicos (costes de propiedad, operación, amortizaciones).

3.7. CONSIDERACIONES RESPECTO A LA SELECCIÓN DEL PERSONAL

La importancia de la correcta selección del personal radica en que toda actividad humana

organizada plantea dos requisitos que son, a la vez, fundamentales y opuestos: la división del

trabajo en las distintas tareas que deben desempeñarse y la coordinación de las mismas.

La estructura de la organización es, consecuentemente, el conjunto de todas las formas en que se

divide el trabajo en tareas distintas, consiguiendo luego la efectiva coordinación de las mismas.

En una explotación minera, esta estructura debe ser aquella que permita alcanzar los objetivos de

producción con un coste aceptable y manteniendo siempre un alto grado de profesionalidad y

seguridad, asegurando siempre el correcto funcionamiento de todos los departamentos.

No se trata, por tanto, de definir estructuras copiadas de otras, sino de conseguir que la estructura

funcione de forma armónica y al ritmo que se ha fijado, donde cada miembro conoce

perfectamente su papel y lo desempeña en el momento en que debe hacerlo, evitándose así

distorsiones que se reflejen en el normal funcionamiento diario.


4. DEFINICIÓN DE LAS FASES DEL PROYECTO MINERO

Admitida la posibilidad de que un indicio minero pudiera llegar a ser explotable, deberán ser

aplicadas las siguientes secuencias o fases de trabajo y en el orden señalado para lograr una

correcta puesta en explotación del criadero, transformando, paso a paso, el yacimiento en mina,

pues tan sólo merecerá este nombre aquella operación, que estando proyectada, produzca el

objetivo de explotar el máximo de las reservas con el mejor beneficio en cada momento. Las fases

de ejecución del proyecto minero deben ser:

I.- Planificación

1.2.- Exploración y geología del deposito. Establecer el Modelo geológico del yacimiento

1.3.- Evaluación de las reservas. Definición de mineral y de los tipos de rocas.

1.3.- Estudio geomecánico de rocas, estabilidad de los taludes y de los pilares.

1.4.- Relaciones de escombro a mineral. Preparaciones

1.5.- Vida y ritmo de la explotación. Etapas

1.6.- Camino o secuencias de la explotación

1.7.- Medida del impacto ambiental

1.8.- Infraestructura general. Energía, agua, comunicaciones e implantación

II.- Diseño del método de explotación

2.1.- Definición de los métodos posibles. Selección previa.

2.2.- Ingeniería de sistemas. Infraestructura minera.

2.3.- Diseño previo de la geometría de bancos, niveles, cámaras, accesos, pozos,

rampas, caminos y vertederos.

2.4.- Optimización de la explotación

2.5.- Plan de restauración ambiental. Limitaciones

III.- Operación minera

3.1.- Preparaciones, desmonte previo o infraestructura.

3.2.- Arranque. Mecánico o directo.

Perforación, voladura y explosivos.

3.3.- Carga y transporte:

Maquinaria de carga

Sistemas de transporte, interior y exterior

3.4.- Servicios para la mina.

Desagüe, ventilación, mantenimiento de la mina y maquinaria,

entibación, iluminación, etc.


IV.- Servicios generales

4.1.- Plantas y talleres auxiliares

4.2.- Mantenimiento de la maquinaria

4.3.- Control del proceso. Topografía e Informática.

V.- Estudio económico

5.1.- Estudio de mercado y precios de venta del mineral en bocamina

5.2.- Inversiones de capital

Conceptos de capital: terrenos, proyecto, maquinaria, instalaciones,

plantas, infraestructura, preparaciones e investigación complementaria.

5.3.- Costes de la operación

Costes de procesos: preparaciones, arranque, carga y transporte,

servicios mina y generales.

Costes de conceptos: personal obrero y técnico, energía, consumos y

repuestos de mantenimiento

Costes de capital: amortizaciones, financieros y seguros

5.4.- Estudios de viabilidad, de rentabilidad y sensibilidad del proyecto con de-

terminación de los índices de rentabilidad, recuperación del capital y competitividad

de los costos con los precios de venta.

VI.- Planos

6.1.- Planos geológicos

6.2.- Planos mineros de implantación y labores

- a corto plazo y pequeña escala - a medio plazo y escala normal - a largo plazo y escala normal

6.3.- Planos de instalaciones, plantas y preparaciones

6.4.- Planos de talleres y almacenes

6.5.- Planos de vestuarios y oficinas

6.6.- Planos de vertederos y restauración de terrenos

VII.- Anexos

7.1.- Documentación y cálculo de las fases del proyecto

7.2.- Características de la maquinaria

7.3.- Formación de personal y selección de técnicos

7.4.- Manuales de operación de máquinas y plantas

7.5.- Planes de seguridad e higiene


VIII.- Pliego de condiciones

8.1.- Condiciones de contratación y de compra de las máquinas y de las plantas.

8.2.- Reglamentación y policía minera

8.3.- Responsabilidades. Contratistas

8.4.- Otras condiciones técnicas y administrativas.

Evidentemente el grado de desarrollo y tecnificación de cada una de las fases operativas del

proyecto depende del tamaño de la explotación, ya que en algunas pequeñas operaciones podría

no ser tan necesaria la realización de algunos aspectos, aunque no sería siempre conveniente

despreciarla.

5. EL TAMAÑO DE LAS OPERACIONES MINERAS

Una clasificación del tamaño de las operaciones mineras, que en la minería a cielo abierto deberán

ser medidas en toneladas de estéril más mineral movidas por año, y en las explotaciones

subterráneas tan sólo medidas en las toneladas de mineral extraído anualmente podría ser, de

acuerdo con la establecida por el Mining Magazine, puede ser la siguiente:

TAMAÑO DE

EXPLOTACIÓN

MINERÍA A CIELO

ABIERTO

MINERÍA

SUBTERRÁNEA

NIVEL

T/año (estéril + mineral)

T/año (mineral) PEQUEÑO

<1.000.000

<100.000

MEDIANO

<5.000.000 >1.000.000

<500.000 >100.000

NORMAL

<25.000.000 >5.000.000

<2.500.000 >500.000

GRANDE

<100.000.000 >25.000.000

<10.000.000 >2.500.000

GIGANTE >100.000.000 >10.000.000


CAPITULO VI. EXPLORACIÓN Y EVALUACIÓN

1. CONCEPCIÓN ACTUAL

La definición, planificación y gestión de un programa de exploración con una aceptable garantía

de éxito es una compleja labor que requiere una clara definición de los objetivos empresariales y

de un intenso trabajo de perfilado de las estrategias y de las tácticas más adecuadas en cada

caso, así como de la selección de los equipos de trabajo idóneos, de la planificación y de la

provisión de los presupuestos necesarios.

Es, además, una labor que exige su propio ritmo de trabajo, que será totalmente distinto del de las

restantes actividades relacionadas con la industria minera y que es la clave para garantizar la

continuidad de la actividad extractiva.

A pesar de los enormes adelantos técnicos, el secreto de una correcta implementación,

manteniendo un coste económico moderado, radica en la adecuada combinación de las técnicas

más modernas con los métodos y hábitos tradicionales.

Pero más importante, si cabe, que esa evolución tecnológica que han experimentado las

actividades de exploración, es la evolución que la propia sociedad ha impuesto, convirtiéndola en

la actividad clave para ordenar y favorecer el aprovechamiento racional de los recursos no

renovables, respetando el medio ambiente y los demás recursos naturales del entorno.

La exploración minera es, al mismo tiempo, una actividad económica en si misma y una forma de

inversión, de tal manera que se lleva a cabo con el objetivo de encontrar un yacimiento que

compense las fuertes cantidades invertidas y el alto riesgo que es necesario asumir y que es

inherente a las propias actividades de búsqueda.

2. OBJETIVOS DE LA EXPLORACIÓN Y DE LA INVESTIGACIÓN

El principal objetivo de la exploración minera es, en primer lugar, la localización de nuevos

recursos minerales y reservas que permitan mantener la actividad minera mediante la reposición

de las reservas extraídas o, en su caso, incrementar el beneficio económico generado por la

mayor rentabilidad de los activos mineros.

Por su parte, el objetivo de la investigación y de la evaluación posterior de un yacimiento

localizado y dimensionado en la etapa de exploración es suministrar los datos objetivos y las

informaciones necesarias para obtener un modelo completo y coherente de la realidad geológica


que se está estudiando para definir con precisión:

• la cantidad

• la calidad

• y la distribución espacial

El concepto dinámico de la minería moderna obliga, necesariamente, a llevar una investigación

operativa adelantada, continuada y permanente de todas las áreas que van a ser, posiblemente,

objeto de la futura explotación. En un puro sentido económico entre un 3 y 5% del valor anual de

las ventas debería destinarse a la recuperación de las reservas extraídas en el año en la

explotación, de tal modo que se sustituyan las agotadas por otras nuevas, bien en el mismo área o

cuenca minera, bien en otras zonas o en otras substancias minerales.

La evaluación de las reservas se lleva a cabo mediante la cubicación de todos los datos de

calidades, cantidades y de su situación espacial, que serán procesadas en una forma mecanizada

y con un buen conocimiento del nivel de riesgo, de tal modo que a un mayor conocimiento se

obtendrá un menor riesgo. Por ello, se deben diferenciar:

• Una fase de carácter más geológico

y de primera estimación (Appraisal)

• Una segunda fase más minera de

Estudio de Viabilidad (Feasibility),

que requiere un magnifico

conocimiento de los costes y

rendimientos.

3. TÁCTICAS Y ESTRATEGIAS

Las estrategias de prospección y exploración varían enormemente dependiendo de los siguientes

factores: *

• La sustancia mineral buscada • Las características geológicas. • Las características ambientales y climáticas • Las restricciones políticas y sociales • Los recursos humanos y económicos disponibles


• La experiencia del equipo encargado de la investigación • Los resultados obtenidos en etapas anteriores de la exploración

De una manera esquemática, los tipos de estrategias habitualmente seguidas para el

aseguramiento de nuevas reservas pueden clasificarse, de menor a mayor riesgo, en los

siguientes grupos:

1. Adquisición por compra de un productor minero ya establecido. 2. Adquisición de reservas suficientemente investigadas y sobre las que, en su caso, puede

existir algún proyecto en desarrollo. 3. Desarrollar, desde el punto de vista minero, un yacimiento suficientemente conocido 4. Explorar yacimientos más o menos conocidos 5. Explorar en busca de nuevos depósitos:

a. Próximos a los yacimientos ya conocidos

b. En la propia cuenca minera

c. En cuencas mineras próximas

d. En zonas vírgenes presumiblemente favorables

En lo que respecta a las tácticas empleadas, la inmensa mayoría de ellas van focalizando de forma

progresiva en zonas de tamaño cada vez menor, usándose técnicas de coste progresivamente

mayor por unidad de superficie abarcada, reduciendo poco a poco el riesgo de fracaso.

A pesar del importantísimo avance tecnológico que se ha producido en las técnicas empleadas en

las distintas etapas y actividades de la exploración e investigación geológico – mineras, el éxito

radica en la adecuada y correcta combinación de las más modernas técnicas junto con algunas de

las más tradicionales. En este sentido, cualquier táctica necesariamente incluye, al menos, los

siguientes elementos:

• La prospección convencional con sus recorridos de campo apoyados en minuciosos estudios bibliográficos y cartográficos o con la inapreciable ayuda de las personas mayores nativas de la zona en estudio.

• La correcta integración en el contexto del estudio de datos e informaciones obtenidos

a partir de la utilización de sensores remotos, imagen satélite y otras técnicas de exploración regional.

• La utilización de Sistemas de Información Geográfico (SIG) y otros sistemas de gestión

de grandes bases de datos. • La utilización de sistemas de modelización geológica, hidrogeológica, geotécnica,

minera, etc.


• La utilización de técnicas especiales para la exploración e investigación geofísica,

geoquímica, etc. • El diseño de un programa de perforación de sondeos, adaptado a los objetivos

específicos de cada etapa de la investigación y que todavía hoy día son una base fundamental para la captación de datos.

De la correcta interpretación de las informaciones obtenidas depende la planificación y a la toma

de decisiones que afectan tanto a la propia actividad de investigación como a la totalidad del

proyecto. La prospección y la exploración pueden descubrir la evidencia de la existencia de un

yacimiento explotable y económicamente rentable, pero la conversión de este yacimiento en

reservas explotables demostradas que soporten la actividad minera requieren del trabajo conjunto

de técnicos y especialistas en:

• Geología • Geofísica • Geoquímica • Mineralurgia • Metalurgia • Ingeniería Minera • Química • Derecho • Medio Ambiente • Política • Etc.

4. OBJETIVOS DE LA GEOLOGÍA MINERA.

1. El primer objetivo de la geología minera o ingeniería geológica es suministrar los datos

necesarios para visualizar el yacimiento en un modelo o inventario de:

- la cantidad de mineral

- la calidad del mismo y

- la distribución espacial

2. El segundo objetivo es aportar el mejor conocimiento de las diferentes clases de rocas para

ayudar a resolver los problemas operativos de:

- Geotecnia

- Hidrogeología

- Vertederos

- Perforación o ripado, sistema de arranque.

- Sistema de carga


- Sistema de transporte

- Requisitos para la restauración y “remediación” posterior.

3. El tercer objetivo es el conocimiento de las características del marco ambiental y

socioeconómico que rodean al emplazamiento del proyecto, con el fin de determinar la forma en

que pueden actuar o condicionar su desarrollo.

4. Finalmente, el cuarto objetivo de la exploración, pero que por su importancia debe ser el

primero, es la EVALUACIÓN:

• De las leyes en relación con los precios

• De un inventario codificado de reservas y recursos por niveles o alturas o por la

situación de materiales estériles.

• Establecimiento de un nivel muy claro de medida de la calidad como puede ser la

ley o contenido metálico, la termia para los combustibles, la granulometría para los

áridos granulares o una característica física como la blancura para los caolines.

• De las implicaciones económicas en cada caso.

Desde el punto de vista de la buena práctica minera, esta labor de evaluación debe llevarse a

cabo de una forma permanente de tal manera a establecer los cambios y modificaciones

oportunos en cada momento.

5. MEDIOS DE EXPLORACIÓN

Como se ha indicado anteriormente, los sondeos continúan siendo la herramienta básica a

emplear en una investigación geológica – minera. Según el tipo de informaciones a reunir y de las

que necesariamente dependen las decisiones posteriores que proceda tomar, puede considerarse

la siguiente clasificación de estos sondeos o datos necesarios:

Investigación Descubrimiento Evaluación Cuantificación

GEOLÓGICOS

Planificación Detalle operativo

Geotécnicos Selección de maquinaria Drenaje Calidad y cantidad del agua

MINEROS

Muestras Calidad y precio del mineral

Mineralógicos Tamaño de grano Tratamiento Muestras para mercado

MINERALÚRGICOS

Económicos Dureza y abrasividad


No obstante, por ser una de las herramientas a emplear, es frecuente encontrar la afirmación de

que es la única, cuando en realidad las formas de obtener los datos necesarios para realizar una

minería rigurosa y seria, son muchas y variadas, pudiéndose citar las siguientes de entre otras

muchas:

• Imaginación, experiencia y conocimiento, capacidad para incorporar el conocimiento y

la tradición local, apertura de miras, etc.

• Geología general (regional y local), así como geología de campo y de mina.

• Fotogeología y análisis de fotografía aérea.

• Imágenes satélite, sensores remotos y teledetección.

• Geoquímica en sondeo y en campo.

• Geofísica aérea, de campo o en sondeo.

• Levantamiento de mapas y cartografías a distintas escalas, gestión de bases de datos

• Calicatas o trincheras en afloramientos con atención a las posibles desviaciones en

calidades y espesores por alteración superficial.

• Rozas en túneles y pozos

• Pozos y galerías en zonas experimentales para la confirmación de leyes y las

características geomecánicas.

• Geoestadística para extrapolación zonal según el modelo geológico y siempre que

existan un número suficiente de datos

• Plantas piloto, para confirmación de leyes y calidades, realización de pruebas

mineralúrgicas y comerciales del mineral.

• Minas pilotos para determinación de parámetros operativos, económicos, mineros y

mineralúrgicos.

• Sondeos:

• Con testigo

• Ciegos

• Con testificación geofísica

Se comprueba, pues, que los medios para lograr el conocimiento más preciso y también la medida

del grado de incertidumbre son los clásicos y tradicionales en la minería de todos los tiempos con

el añadido de los progresos de la innovación tecnológica

6. LOS SONDEOS

El sistema más claro, ordenado y extendido de obtener los datos más fiables continúa siendo la

perforación de sondeos.


Según el caso, el testimonio físico que

se obtiene del sondeo se puede

clasificar en:

• Testigo continuo • Polvo o detritus • Digrafías en barreno.

ESQUEMA DE SONDEO DE INVESTIGACIÓN CON RAYOS GAMMA

La técnica de la exploración por sondeos es más amplia y compleja que la simple obtención de la

muestra o testigo ya que se deberán considerar otros importantes aspectos como los que se

indican a continuación y de cuya calidad y precisión depende la obtención de unos buenos

resultados

• Logística (abastecimiento de energía, agua, emplazamiento, personal, transporte)

• Máquina de sondeo y técnica de la penetración, la toma y almacenamiento de las

muestras

• Testificación, capacitación técnica del personal encargado de su realización y momento

en que se realiza

Vehículo de toma de diagrafías


• Análisis químico, físico y otros. Laboratorio.

• Comprobación de datos. Chequeo

• Evaluación de resultados.

Aún cuando existen programas y técnicas de evaluación más o menos standard, la realización del

programa de evaluación, que permiten medir los tonelajes, las leyes y el grado de error de la

estimación, debe llevarse a cabo en cada yacimiento o cuenca adaptándolo a las especiales

características del caso. La base del cálculo esta en la determinación de la malla de sondeo,

definida por las dimensiones de longitud y anchura media que separan los sondeos en el campo.

La tendencia cada vez más necesaria, por las exigencias de la mecanización, está en la malla

cuadrada o rectangular, si bien se puedan usar otras geometrías más idóneas para el caso según

la propia estructura geológica del yacimiento, como la triangular, la del cinco de oros, la rómbica,

etc. pero siempre tratando de adaptar la malla al modelo geológico previamente establecido.

Aun cuando no existe una regla general para establecer una malla puede estimarse que, en

general, se establece una clara diferenciación de las mallas según los objetivos ya señalados

anteriormente: Exploración, Evaluación y Planificación operativa.

Como ejemplos indicativos pueden citarse los siguientes casos de mallas reales medidas en

metros x metros:

SUBSTANCIA

EXPLORACIÓN

EVALUACIÓN

PLANIFICACIÓN

Pórfido cuprífero

200 * 200

50 * 50

20 * 25

Carbón

500 * 50

100 * 50

50 * 50

Uranio

250 * 250

50 * 50

10 * 10

Aluvión de oro

1.000 * 1.000

100 * 100

5 * 5

3. CLASIFICACIÓN DE LOS SONDEOS DE EXPLORACIÓN

De acuerdo con los distintos criterios los sondeos se clasificarán en:

AQ = 27 mm BQ = 36,4 mm

Por su diámetro NQ = 47,6 mm HQ = 73,5 mm

PQ = 85 mm Para más de 100 mm se suelen llamar barrenos


Manual

Por su montaje: Estático Móvil-sobre tractor o camión

Eléctrica

Por su energía: Diesel-hidráulica Aire comprimido

Interior o subterráneo

Por su aplicación: Exterior Profundo (petróleo o agua)

Discontinuo Testigo continuo

Por su muestra: Diagrafía Polvo Ciego (Diagrafía)

Para lograr la visualización o modelización del yacimiento se pueden emplear los sistemas

siguientes:

- Geométricos - Morfológicos - Matemáticos

Como regla aplicada se puede aconsejar el empleo de las siguientes técnicas en los casos

supuestos:

Para Yacimientos horizontales: Creación de los planos de isovalores o Isopacas.

En Yacimientos tridimensionales: Realización de una matriz de bloques codificables con los

datos mínimos de:

- 3 de coordenadas - 3 de datos petrográficos - 3 o más de leyes o calidades

Para Yacimientos verticales o inclinados: Establecimiento y descomposición en

secciones transversales equidistantes para

su valoración independiente y su

integración.

Para yacimiento más erráticos y aleatorios Se pueden emplear técnicas estadísticas

más o menos sofisticadas para la

interpolación y determinación del valor o la

calidad de un bloque en función de:


- Inverso del cuadrado de la distancia

- Inverso de la distancia

- Krigeage

La realización del inventario o modelo geológico, que puede denominarse Discretización o

modelización, es llevada a cabo hoy en día con medios informáticos y constituye la base de cálculo

para:

- La definición de mineral / minerales.

- La secuencia de explotación o camino

- El ataque inicial prioritario

- Una medida de la futura correlación o desviación entre plan y producción real.

Debe establecerse, básicamente, una unidad de medida de la calidad del mineral, como un

parámetro único de control, como un patrón unificado artificial, tal como se utilizan el ROLE o el

GEAU (gramo equivalente de Oro) o el metal equivalente principal contenido, que no son más que

unos instrumentos de medida o comparación en función de la suma polinómica de los productos

de la ley por el rendimiento y por la cotización, pasado o no a una unidad económica menos

aleatoria, como puede ser el dólar, el Euro o el gramo de oro o bien tan solo por la ley del metal

más importante del yacimiento, como ocurre con los minerales complejos de Suroeste y Levante

español con contenidos en Cu, Pb, Zn, Au y Ag, recuperables en distinta medida y con distintos

valores en la mina y en las plantas. Tal parámetro de medida es realmente una síntesis de las

leyes, recuperaciones y cotizaciones de los "n" elementos de la fórmula expresada en el valor de

una moneda o de uno de ellos para evaluar el conjunto y poder pasar a unas etapas de

optimización económica posterior.

Para lograr la visualización o modelización del yacimiento se pueden emplear las técnicas

siguientes, casi siempre con aplicaciones estandarizadas de ordenadores, bien personales o de

mayor capacidad dado el enorme volumen de informaciones que deben ser tratadas:

Técnicas de cubicación.

Por trapecios o zonas para su aplicación en la

cubicación de depósitos alargados mediante

perfiles o secciones, como ocurre en el caso de

los yacimientos carboníferos o sedimentarios.

Se determinan una serie de perfiles mediante


líneas constituidas por filas de sondeos o datos separados a una distancia fija "d". La superficie

del criadero interceptada por cada perfil vale su descomposición en trapecios y en dos triángulos

finales en sus extremos según la fórmula siguiente:

De esta manera se determinan las superficies del deposito en todas las secciones o perfiles y

posteriormente se calcula el volumen del tronco de pirámide entre cada dos secciones por la

fórmula siguiente:

La suma de todos los volúmenes obtenidos para las secciones determinará el volumen total del

criadero que, para una densidad δm y una ley media lm, por simples métodos estadísticos

obtendremos un contenido en el metal o producto vendible de:

Por pozos, socavones y galerías:

Para la determinación más precisa de los

parámetros geomecánicos, físicos, químicos y

mineralógicos en los grandes depósitos mi-

neralizados y especialmente para las sustancias

metálicas, radioactivas y preciosas de alto valor

se recomienda la ejecución de minas piloto por

medio de pozos, socavones y galerías para la

toma de muestras frescas

.

Comprobada la presencia y la importancia del

volumen de mineral encontrado se lleva a cabo

un acceso al mismo para la toma de muestras en volumen y cantidad adecuados y con ello poder

alimentar a la planta piloto de proceso o tratamiento para un estudio más directo y real del mineral

y de los parámetros de diseño de mina y planta por medio de:

) S* S + S + S( 3

1 = V 1+kk1+kkk

l* * V=T mmkm δ∑

)P4

3 + P( d = S exik ∑∑


1.- Socavón o acceso horizontal, transversal o en dirección hasta llegar a la mineralización

para recorrerla y efectuar una toma de muestras por rozas en las paredes.

2.- Pozos o pocillos rectangulares o circulares de 1,5 a 3 metros de diámetro y hasta 30

metros de profundidad con una toma de muestras "bulk" cada metro.

3.- Galerías en dirección y/o transversal al deposito para la determinación de su espesor o

dimensiones y la regular toma de muestras "bulk".

Por polígonos de Thyssen o bloques:

para la cubicación de aquellos cuerpos

mineralizados con una morfología variada y

variable y una distribución irregular y/o

aleatoria de las calidades de los minerales,

se puede utilizar una descomposición del

mismo por medio de polígonos de-

terminados por las mediatrices de los son-

deos efectuados sobre el deposito.

El dominio de influencia de cada sondeo, lo

constituye la superficie situada más cerca de ese sondeo que de cualquier otro, lo cual se efectúa

trazando las mediatrices en los segmentos que unen cada dos sondeos. En el caso, cada día más

habitual, de haber empleado una malla cuadrada o rectangular la descomposición dará lugar a un

Modelo de muro, llamado por ello de bloques o ladrillos, de dimensiones similares a la malla de

sondeos y de altura igual a la del banco de explotación. Obtenida la superficie de cada polígono,

bien por planímetro o por cualquier programa informatizado de integración de datos, se multiplica

por la altura del banco proyectado o por la potencia o por la medida de la división de la toma de

muestras de los sondeos. Cualquier característica física, química o Geomecánica, interesante para

mejorar la cubicación, ( p.e. la densidad, resistencia, porosidad, etc.) se asimila a la medida en el

sondeo correspondiente. De esta manera el volumen de cada bloque o prisma es:

Vi= Sixhi.

Si la densidad media δi y la ley media l i son consideradas en el tramo o altura del bloque tenemos

que las reservas en tonelaje y en producto vendible son las siguientes:

l* * h* S = Contenido iiii δ δ* V = Reservas iΣ


Una moderna y peligrosa variación de esta técnica de evaluación es la llamada Geoestadística o

Krigeage, que aplicará a cada bloque, no la ley real del sondeo que lo ha atravesado, sino una

ley manipulada en función de las leyes existentes en el entorno, inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia a dicho bloque (variograma), de tal modo que el error de estimación del

bloque sea mínimo. La ventaja que pueda suponer medir el error o riesgo del conjunto del

depósito no suele compensar la dilución de la calidad, que implica una reducción de la ley media

en función de la existencia de más bloques de estéril que de mineral, sin tener en cuenta la

selectividad minera operativa que permite, principalmente por el efecto de la malla más cerrada de

control de leyes o voladura y una calidad de carga y transporte diferenciado, así como por una

política de "blending" o mezcla de minerales de tajos separados, obtener una ley más parecida a la

dada realmente por el sondeo. Como resalta un profesor americano, Krige o Matheron han

cerrado más minas de las que hayan abierto por su excesivo conservadurismo y falta de sentido

práctico o aplicado. En España son conocidos los casos de la importante desviación entre la ley

dada por el Krigeage y la recibida por la planta de tratamiento en las minas de Cobre y de Uranio,

que puede alcanzar hasta un 25% superior en la planta que en la teoría Geoestadística.


CAPITULO VII. LA PLANIFICACIÓN EN MINERÍA.

LA DEFINICIÓN DE UNA EMPRESA MINERA Y DE LA CURVA EN S.

Una empresa o una compañía, en un sentido general, es siempre algo difícil y comprometido de

definir. Cada sistema político o social ha dado una definición más o menos de acuerdo con la

filosofía de sus principios básicos y de los intereses predominantes, así como de los objetivos y

valores de sus promotores.

Efectuando un análisis muy realista de una compañía cualquiera, vendrá a deducirse que no será,

ni más ni menos, que una actividad humana como cualquier otra obra o creación del hombre,

desde una vida individual pasando por la familia, la ciudad o el estado hasta llegar al concepto

de imperio y por tanto pasando por el propio desarrollo de una empresa minera o industrial,

agraria o comercial.

Analizando, muy someramente, el propio desarrollo de la humanidad para deducir aquella curva

que refleja la marcha de la "mayor empresa" ejecutada por los hombres y cuyo nombre es

HISTORIA se podría deducir que si supusiéramos que el hombre apareció, como tal, hará unos

50.000 años y que el tiempo medio de vida (podríamos llamarlo una generación) es de unos 62

años, el número de generaciones habría sido de unas 800.

Analizando los principales hitos de la historia de la humanidad para deducir de ellos la curva de

desarrollo de la empresa humana, así como de los materiales mineros empleados más

comúnmente en dichos períodos o eras, llegaríamos a obtener los siguiente datos.

En las primeras 650 generaciones el hombre vivió en las cavernas y utilizaba básicamente la

piedra y sus avances y progresos vinieron marcados por el empleo y la aparición de nuevos

materiales como el hierro, el bronce, la sal y la cerámica, que permitieron arar la tierra, cortar la

piedra, pasar de nómadas a sedentarios e incluso renovaron el mismo proceso gastronómico que

permitió fijar al hombre en casas, poblados y ciudades, sin la necesidad de continuar comiéndose

los animales u otros hombres.

En la generación 730 apareció la escritura y hizo posible la comunicación entre las sucesivas

generaciones y el material básico pasó a ser la madera, junto al empleo de los mismos materiales

anteriores aunque más perfeccionados. Apareció también el uso de los metales y de las piedras

preciosas como los nuevos materiales monetaristas.

En la generación 794 se desarrolló la imprenta y hizo así posible la comunicación masiva entre

las diferentes generaciones, desarrollándose el empleo de nuevos materiales como el plomo, el

vidrio y el mercurio que mejoraba la recuperación de los metales preciosos y con ello la aparición

del capitalismo, del Renacimiento y el descubrimiento y conquista de nuevos mundos y


especialmente de América. Aparecieron también las modernas Universidades y con ello se produjo

la transmisión de los conocimientos acumulados hasta entonces. Colón, Leonardo, Gutenberg,

Miguel Ángel fueron algunos personajes característicos de dicho período.

Hasta la generación 796 no fue posible la medida precisa del tiempo, y por tanto de la productivi-

dad y del rendimiento, con la aparición de los instrumentos de control astronómico que permitieron

los grandes descubrimientos y el desarrollo de nuevas tierras como América, Australia y la

conquista, por parte de Europa, de prácticamente todo el globo; Newton, Bach, Galileo, Cervantes

fueron algunos de los hombres claves de dicha época.

El año crítico del desarrollo moderno de la humanidad (1.776) coincidió con la generación 797 en

la que, junto a los grandes filósofos y enciclopedistas, Mozart, Kant, la ópera, los grandes

matemáticos y químicos y el nacimiento de las Escuelas de Ingenieros de Minas en Europa y

América, aparecieron, en ese mismo año, tres grandes fenómenos:

1º- La aparición del motor de vapor de Watts, que permitió la revolución industrial.

2º- La declaración de la Independencia de U.S.A., que supuso la revolución política.

3º- La publicación del libro "La Riqueza de las Naciones" de Adam Smith que

contribuyó a la revolución económica.

y con ello se produjo el desarrollo del carbón y del acero, como los nuevos materiales mineros bá-

sicos para lograr la Revolución Industrial, desplazando la madera y creando los primeros grandes

imperios económicos y técnicos, que podrían permitir el posterior nacimiento de las grandes

sociedades mercantiles internacionales.

En la generación siguiente - nº 798 - el ritmo de los sucesos importantes se incrementó, y junto

a la existencia de grandes hombres como Goya, Napoleón, Beethoven y otros genios civiles y

técnicos aparecieron y permitieron el desarrollo de:

1.792 - La Revolución francesa. La democracia

1.793.- La máquina de entelar algodón de Wittney.

1.807.- La locomotora de vapor de Stephenson.

1.831.- La dínamo de Faraday.

1.835.- El Telégrafo de Morse.

y se aumentó notablemente el empleo del carbón y del acero y apareció la necesidad industrial

del cobre, plomo y zinc, como nuevos materiales para el desarrollo de los nuevos adelantos y de

las demandas sociales de mejora y bienestar.

La generación 799 (1.840 - 1.909) vio aparecer, junto a genios como Bismark, Lincoln, Marx,


Brahms, Mahler o Freud, los siguientes avances técnicos:

1.850 - El Proceso Bessemer para producir acero.

1.856 - El Generador eléctrico de Siemens.

1.870 - La locomotora eléctrica y la aplicación de la luz eléctrica por Edison.

1.876 - La Perforadora neumática y el explosivo de Nobel.

1.892 - El Automóvil Diesel por Benz.

1.895 - Los Rayos X de Roentgen.

1.898 - El Submarino de Peral.

1.903 - Los aeroplanos pioneros de los Hermanos Wright.

1.905 - La Teoría de la relatividad de Einstein.

1.908 - El Modelo T de Ford (La producción en cadena).

1.909 - La Radio y el telégrafo sin hilo por Marconi.

y con ello el nacimiento de las grandes industrias modernas, los aceros especiales, la electricidad,

los automóviles, las comunicaciones, la química, etc. y la necesidad de unos nuevos materiales

básicos como el ácido sulfúrico, los cementos, el cloro y la sosa, el petróleo y el aluminio.

Y en la generación 800, que abarca desde 1.910 hasta nuestros días, aparecieron los siguientes

hitos del desarrollo de la humanidad.

1.928 - La Penicilina de Fleming.

1.930 - El Radar y la televisión.

1.942 - El Reactor atómico y la energía nuclear.

1.945 - La Bomba atómica y el computador digital.

1.947 - Los aviones supersónicos y los transistores.

1.957 - Los satélites artificiales.

1.967 - La llegada del hombre a la Luna.

1.970 - El vídeo y la explotación de los fondos marinos.

lo que supuso la entrada de la sociedad en el consumo del gas, del Uranio, de las aleaciones

especiales o ligeras de unos nuevos materiales como Wolframio, Cobalto, Níquel, etc. y un fuerte

comercio internacional de materias primas minerales, con las siguientes creaciones y consecuen-

cias:

- Dos Guerras Mundiales y la capacidad para aniquilarnos globalmente.

- La Exploración del espacio y del mar y una capacidad para escapar de las limitaciones de

la Tierra firme.

- La Revolución Agrícola y la capacidad para poder alimentar la mayor parte de la

humanidad.

- La Explosión informativa, y la capacidad para extender el pensamiento y el conocimiento

a miles de millones de los seres humanos.

45.900 1.776 1990 TIEMPO

NIVEL DE DESARROLLO


CURVA EN "S" DEL DESARROLLO HISTORICO

Si llevamos estos puntos a una hipotética curva del desarrollo de la humanidad en el tiempo,

podría tener la forma siguiente:

Esta curva, llamada común-

mente "S" se divide en los 4

tramos siguientes:

A - Exploración o Introducción

B - Crecimiento o Explotación

C - Madurez o Saturación

D - Declive o última saturación

y corresponde, en su forma y

división como dijimos al princi-

pio, al normal desarrollo de

cualquier empresa humana,

tanto de un individuo, o de un

producto, como de una idea,

de una sociedad o empresa,

así como de la humanidad mis-

ma y como es lógico de la pro-

pia utilización de las materias primas minerales e incluso de la misma explotación de los

yacimientos mineros.

Esta curva "S" tiene un profundo significado y merece ser analizada con algún detalle para varios

casos distintos crecientes en complejidad y amplitud hasta llegar al concepto empresa.

El caso de un hombre

Parece bastante clara la división de los cuatro períodos de la vida de un ser humano y su relación

con los cuatro estados clásicos del hombre:

Infancia o edad del despegue

Juventud o edad del crecimiento

Madurez o edad del desarrollo saturado

Vejez o edad del declive

El caso de un pueblo o país

No hace falta ir muy lejos para contemplar el desarrollo histórico de los pueblos, países e imperios

que han pasado por sus cuatro épocas clásicas que, en un sentido clásico, han correspondido

a:


La Independencia del pueblo o nacimiento de la idea de diferenciación.

El Desarrollo o la época de luchas internas y de grandes realizaciones.

El Cenit-Siglo de Oro o momento de la realización del imperio.

El Declive o tiempo de la pérdida de influencia.

¿Cuantos casos como estos?, tantos como pueblos o de imperios de la historia: Egipto, Persia,

Grecia, Roma, los Árabes, Españoles, Franceses, Ingleses, Rusos, Americanos, etc., tantos como

pueblos o ciudades, como comunidades o como civilizaciones.

El caso de un producto

Pondremos un ejemplo muy actual, el automóvil, como un caso típico de la moderna sociedad

industrial. Sus cuatro etapas han sido a lo largo de los tiempos

Período de innovación y desarrollo - Desde el carro hasta el primer modelo autónomo

pasaron siglos.

Período de explotación del producto- Prácticamente desde 1.910 hasta 1990.

Período de madurez - Comienzo de la saturación y de la estabilización del

desarrollo del producto.

Período de sobresaturación - ¿Cabría predecir una cierta reacción en contra y

un declive por parte de la humanidad para los

próximos 30 años?

El caso de una empresa industrial

Pondremos, como ejemplo un caso fácil de comprender, por la mayor complejidad del conjunto

de una empresa, el de una compañía fabricante de aparatos eléctricos, electrodomésticos y de

la comunicación del tipo Philips, RCA, Sony, etc. Podremos analizar como su desarrollo, a lo largo

de los últimos 70 años, se habrá caracterizado por la superposición de unos productos que fueron

naciendo, creciendo, alcanzaron su punto álgido y luego disminuyeron su producción o su precio

unitario, sin llegar a una total desaparición. Así:

En los primeros 30 años del siglo fue el Desarrollo de la luz eléctrica, de las lámparas y de los

pequeños motores, el que pudo dar origen a la constitución de la empresa.

Entre los 30 y 50 años de existencia fue el Desarrollo de la Radio y de la Telefonía, el que

sustituyo en importancia a los iniciales productos que comenzaban a decaer.

Entre los años 50 y 65 de su vida fue el Desarrollo de la Televisión en blanco y negro y de los pe-

queños electrodomésticos como la afeitadora eléctrica, las neveras y otros, los que permitieron

la continuidad de la compañía.

Entre los años 65 y 75 fue el Desarrollo del cassette o del video y de la TV en color, los productos

que habrán seguido dando vida a la supervivencia de la empresa.


CURVA DE DESARROLLO DE UNA EMPRESA ELECTRÓNICA

En los años 80 habrá sido la aparición del Compact-Disc y el desarrollo de los microordenadores,

los nuevos productos que permitirán continuar la marcha de la empresa.

Pues bien, cada uno de estos productos habrá tenido a su vez sus cuatro etapas clásicas de

evolución que bien pudieron ser:

Nacimiento- Investigación y desarrollo piloto, con unos resultados financieros al principio

negativos. Era la etapa de la Innovación.

Juventud- Estudio de los mercados, introducción del producto, precios altos y rápido

desarrollo de las ventas con fuertes y crecientes entradas financieras. Era la etapa

comercial.

Madurez- Época de la saturación del mercado clásico con la necesidad de provocar el

crecimiento de las exportaciones y de búsqueda de nuevos mercados con fuertes

y enormes entradas de caja a pesar de obtener unos precios por producto más

estables.

Declive- Los crecimientos de los beneficios y de las ventas pasarán a ser negativos con

unos menores precios y una terrible competencia con nuevos productos y con la

aparición en la fabricación de otras firmas salvajes.

Entonces, cada uno cualquiera de los productos habrá seguido la curva clásica en S, pero la em-

presa habrá resultado ser la envolvente combinada de las curvas parciales, dando lugar a su vez

a un desarrollo, también en forma de una curva en "S", pero con unos períodos de vida para la

empresa mucho más alargados siendo estos:


CURVA DE DESARROLLO DE UNA EMPRESA MINERA

Empresas en el período de introducción - Son las compañías nuevas o pequeñas. Com-

pañías Innovadoras

Empresas en el período de explotación - Compañías fuertes, comercialmente agresivas y

fuertemente generadoras de caja.

Empresas en el período de madurez - Son las estrellas rutilantes que habrán triunfado en

el cielo mercantil.

Empresas en el período final - Empresas viejas, conservadoras, estáticas y sin

saturación con un menor ímpetu, pero muy sólidas.

El caso de una empresa Minera

Lo mismo que para las empresas anteriormente citadas cabe deducir la forma de desarrollo de

algunas de las grandes compañías mineras mundiales, cuya historia, en función de las sustancias

que, prioritariamente, han ido explotando, ha podido ser algo parecido a la representada en la

figura, y cuya explicación práctica es:

De 1870 a 1900 explotaron las Piritas para la obtención del azufre necesario para la fabricación

de ácido sulfúrico.

De 1890 a 1920 entraron en la producción de Cobre y Plomo, para el desarrollo de la electricidad.

De 1920 a 1940 principalmente explotaron Oro y Plata, en una época de crisis y de guerras y co-

menzaron con el Zinc y el Hierro.

De 1945 a 1960 dieron prioridad a la explotación del Hierro, Zinc y Aluminio contribuyendo a la re-

construcción de los países destrozados por la 2ª guerra mundial.


De 1950 a 1970 comenzaron a desarrollar la minería del Uranio y el Gas natural, junto a la

búsqueda de más petróleo en el fondo de los mares.

De 1970 a 1980 comenzaron a explotar algunos de los nuevos minerales industriales, como el

Borax o los productos cerámicos, junto a las rocas ornamentales y los cementos para la

construcción de nuevas viviendas en las grandes ciudades y en las áreas turísticas.

Y desde 1980 a 1990 habrán preferido la adquisición de otras empresas mineras jóvenes y el

abandono o venta de las compañías anticuadas, junto a la globalización e internacionalización de

los mercados y la introducción del concepto de la innovación permanente en el proceso minero.

Con todo ello avanzaron, de tal modo que una feliz planificación estratégica les habrá permitido

combinar las etapas de depresión o decadencia de algunos de los productos mineros obsoletos

con la aparición de otros nuevos productos que en cada momento eran demandados por una

sociedad cada día más exigente y dinámica, así como con la aparición de un mayor y creciente

número de consumidores y de otras nuevas empresas competidoras.

El mismo análisis puede establecerse para el propio proceso de la explotación de un yacimiento

desde su:

etapa inicial - Investigación, hallazgo, evaluación y desarrollo del proyecto minero.

etapa juvenil - Explotación e introducción en el mercado del nuevo mineral con unos

precios altos y con un posible fuerte crecimiento de los ingresos.

etapa madura - Saturación del mercado clásico, necesidad de reducción de los costos y

de búsqueda de otros nuevos mercados exteriores, con unos precios más

estables y la aparición de una mayor competencia.

etapa de declive - Los crecimientos pasarán a ser negativos o aparecerán las perdidas, por

unos menores precios, por un cierto declive tecnológico y una com-

petencia salvaje. Se producirá un agotamiento, generalmente, más

psicológico que minero, del yacimiento o de las reservas.

De la misma manera en el propio proceso de la explotación minera nos podemos encontrar la

curva en S en casi todas las fases del sistema operativo clásico:

- En la explotación temporal y espacial de un banco, de una cámara o de un tajo.

- En el rendimiento y en el aprovechamiento real de las máquinas, de los sistemas o de las

importantes plantas de tratamiento.

- En la propia capacidad innovadora de los técnicos, de los supervisores y de los mismos

directivos.

- En la investigación de nuevos yacimientos o en las posibilidades de ampliación.

- En el desarrollo de la política de comercialización del mineral o del concentrado.


Varias consecuencias pueden deducirse de un análisis de la forma de estas curvas:

- Esencialmente la vida es una evolución permanente y cíclica. Todo lo que nace morirá y

otras cosas o sustancias o seres aparecerán como sustituyentes. La innovación es

consustancial con las obras humanas.

- Los períodos de introducción o investigación de los nuevos productos, Lead time, podrán

llegar a ser en las minas, normalmente, más largos que los propios períodos de

explotación, de saturación y de declive.

- Cuanto más desarrollada sea una empresa minera, más se reducen dichos ciclos de

introducción de los nuevos productos. El ciclo de desarrollo medio de un producto o de

un yacimiento nuevo fue, hasta 1945, de unos 34 años para los principales productos y

actualmente ha ido descendiendo y se estima, en el momento actual de la tecnología,

entre 8 y 15 años para gran parte de las buenas compañías mineras.

- La fase de introducción de un producto o de un proyecto, se caracteriza, normalmente,

por un crecimiento suave y lento, es la fase de despegue y en ella los flujos de caja

pueden ser negativos. Es la fase llamada de la optimización o de la eficiencia: es el

momento de "hacer las cosas buenas". (To do the right things).

- A la fase de explotación corresponde un desarrollo más acelerado con unos incrementos

crecientes (incluso la 2ª Derivada será mayor que 0) y con unos fuertes y sanos beneficios

de carácter exponencial. Es la fase llamada de la Efectividad: es el momento de "hacer

bien las cosas". (To do the things right).

- La fase de saturación del producto se caracteriza, en general, por tener unos incrementos

cada vez menores (la 2ª derivada pasará a ser negativa) y por ello, se producen unos

beneficios más estables gracias a una prudente política de reducción de los costos, tanto

de producción y comercialización como de amortización, así como por un dominio, por

parte de la veterana empresa, cada vez mayor de la tecnología de transformación, de

comercialización o de fabricación.

- La última e inevitable fase de declive debe pretender, cada día una supervivencia, ser más

larga la decadencia, correspondiendo a una mejor y más sabia utilización de la capacidad

de las empresas y a un mejor conocimiento de las enfermedades y medicinas necesarias

para alargar la vida del producto, de la mina, de la empresa o de la idea.

- La curva resultante, de la vida de la empresa o de la mina, suma de las curvas parciales

de cada producto o zona explotada, no es, necesariamente, la envolvente de éstas, pues


no tienen porque acumularse o coincidir temporalmente aquellos desarrollos de los

productos o mercados con la introducción de los nuevos.

Una correcta planificación estratégica y una adecuada programación del desarrollo de una

compañía es aquella que sabe aprovechar las fases de los fuertes beneficios (fase de explotación)

de los productos ya consolidados y existentes para investigar o introducir otros nuevos productos

o buscar unos nuevos mercados que tengan precios más satisfactorios, hasta lograr una diversi-

ficación de productos, mercados o sustancias que irán compensando el decrecimiento inevitable

que se presentará en la última e inevitable fase de saturación del producto o del mineral en

agotamiento.


MODELO DE UNA COMPAÑÍA

CAPITULO VIII. MODELO O ESQUEMA DE UNA EMPRESA

Si intentamos reforzar la definición de una empresa o compañía que hemos efectuado, a través

de una maqueta o modelo, que la explique más claramente, debemos hacerlo sobre el esquema

adjunto, que aunque se comprende bastante bien por sí solo, debe ser complementado un poco.

Definición: Una empresa es un sistema social de entradas y salidas

Sistema: se denomina así al conjunto de los objetivos planificados e interdependientes, así

como a la serie de normas y procedimientos de actuación que constituyen la

cultura empresarial. Estos objetivos tienen una jerarquía que debe de ser

establecida y respetada en el orden que sigue:

1º) Propósitos

2º) Valores

3º) Negocios

4º) Cifras y resultados

No necesariamente el beneficio es el propósito único de una empresa, ya que puedenn existir

otros más valiosos. Beneficio es, desde luego, una condición necesaria para sobrevivir y


desarrollarse, e incluso un índice de la capacidad de sobrevivir, por ello, la supervivencia

parece un propósito más elevado que el simple beneficio que podría ser tan solo un medio.Un

objetivo o propósito muy válido puede ser la satisfacción de una necesidad humana, como

debe ser el caso de la nueva minería, denominada social, ya que su gran propósito es suministrar

la materia prima necesaria para el desarrollo de la sociedad y de la humanidad.

Social: Sobre la empresa actuan toda una serie de fuerzas sociales que la convierten en

un ente social. Son las fuerzas del:

Capital, clientes, leyes, proveedores, sindicatos, las propias fuerzas

tecnológicas y modernamente del propio medio ambiente, que oponen las

lógicas resistencias.

Entradas: Son el conjunto de "inputs" de una empresa que vienen definidos como las 5 M

americanas:

MEN - MATERIALS - MACHINES - MONEY AND MANAGEMENT

Hombres - materiales - máquinas - dinero y conocimientos.

En el caso de una empresa minera, los materiales o materias primas son los recursos o las

reservas explotables.

Salidas : Son el conjunto de los productos realizados mediante la transformación y la

comercialización en los mercados o clientes, los cuales retornan el dinero para

repetir el ciclo básico. Estas salidas o mercados son:

Otras firmas o departamentos transformadores.

Otras firmas comerciales o empresas extranjeras

Organismos internacionales

Gobiernos propios o extranjeros

Grupos especiales (Holdings)

Distribuidores o vendedores (Brokers o traders)

Clientes directos

Las productos - salidas en minería pueden ser:

* Las materias primas (Raw materials). Carbones, petróleo, minerales metálicos, piedras.

* Los concentrados de minerales, de Cobre, de plomo, de zinc, de alumina, de uranio, etc.

* Otros productos mineros más acabados. Los cementos, un KWh, las rocas pulidas,etc.

Las SALIDAS de una empresa, minera o no, están constituidas tanto por el MERCADO,

como por los PRODUCTOS.


PERCEPCIÓN OCCIDENTAL DE LAS RESPONSABILIDADES

Podemos señalar que, en general, el estilo tradicional de gestión en las empresas Europeas actua

y se preocupa más sobre las entradas, que el estilo de las empresas americanas da una mucho

mayor prioridad a los mercados y que el nuevo estilo de gestión de las empresas japonesas

acentúa el esfuerzo directivo sobre la innovación en el proceso y producto, llegando a considerar

el marketing como una parte misma de proceso productivo e incluso como una filosofía o modo

de pensar empresarial.

La Dirección, en sus diversos niveles de mando y de la operación, debe de actuar con unos

diferentes criterios de decisión sobre cada área de la empresa

Son las Decisiones estratégicas aquellas que actuan sobre los outputs (salidas).

Son las Decisiones administrativas las que actuan sobre las entradas al proceso.

Son las Decisiones operativas las que se ejercen sobre los factores de producción.

Según el nivel o grado de responsabilidad de la dirección debe ser el tiempo o la importancia que

dedique a cada planificación o área y así deben ser sus decisiones e interés. Las figuras adjuntas

intentan reflejar lo que sería ideal y lo que es mucho más real, en la mayoría de las empresas

occidentales o en las japonesas, en todas las cuales se suele primar demasiado el interés

operativo y el corto plazo y con ello se reduce, normalmente, el tiempo dedicado a las difíciles

decisiones estratégicas y de más largo plazo.


LAS FASES DEL PROCESO DE LA DIRECCIÓN DE UNA EMPRESA.

Una vez establecido el modelo o esquema de una empresa, veamos como deber actuar o

intervenir la Dirección sobre los diferentes factores que la componden y cuales son sus principales

fases:

PLANIFICAR ¿que clase de compañía queremos ser?

¿dónde queremos ir?

¿cómo llegar?

ORGANIZAR ¿qué recursos necesitamos?

¿cómo podemos adquirirlos o descubrirlos?

¿cómo combinarlos en tiempo y espacio?

¿cómo procesarlos y optimizarlos?

¿cómo distribuirlos?

CONDUCIR O ACTUAR

¿Cómo activar los recursos para lograr los objetivos?

¿cuanto delegar?

¿cómo motivar mejor?

¿cómo coordinar e integrar?

CONTROLAR O CORREGIR

¿progresamos como planeábamos?

¿qué información necesitamos para corregir?

¿qué acción correctora necesitamos?

¿qué nueva planificación se precisa?


-62-

FASES DE LA DIRECCION DE UNA EMPRESA

Cuales son las actuaciones de la Dirección Habilidad correspondiente

Percibir los problemas y las oportunidades Sensibilidad perceptiva

Ordenar los datos y otorgar las prioridades Sentido de la importancia

Análisis de los problemas y de las oportunidades Capacidad de diagnosis y análisis

Formular alternativas Creatividad e imaginación

Decidir, seleccionar y valorar alternativas Capacidad de tomar la decisión

Implantar o ejecutar la decisión más conveniente Motivación y mando

Puede concluirse en función de lo expuesto que:

"Mandar no es dar órdenes, sino conseguir los objetivos programados"

PROPIETARIOSEMPLEADOS

FINANCIEROS SOCIEDAD

GOBIERNO

DIRECCION

TECNOLOGIA

SOCIEDAD

DIRECCION


LAS FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA DIRECCIÓN DE UNA EMPRESA

Tanto presionando como resistiendo a las acciones podemos enumerar las fuerzas que actuan

sobre la dirección de una empresa y a las que ésta tendrá forzosamente que dar una respuesta

adecuada para resistir su presión y sobrevivir.

Fuerza Tipo Respuesta

Propietarios o accionistas Capital Dividendo justo

Clientes o consumidores Compras Precio adecuado

Sociedad (medio ambiente) Quejas Satisfacción

Regulaciones legales Leyes Cumplimiento

Financieras Créditos Solidez

Suministradores Precios Negociación

Empleados y Obreros Sindical Salario justo

Tecnología Innovación Adaptación

En resumen podemos agrupar las fuerzas que actuan sobre la empresa en función de la influencia

ambiental en:

Fuerzas Económicas: que generalmente se resuelven con organización

Fuerzas Políticas: que se resuelven con negociación

Fuerzas Sociales: que se resuelven con justicia

Fuerzas Tecnológicas: que se resuelven con la innovación.


CAPITULO IX. LA PLANIFICACIÓN.

1. DEFINICIONES Y DIMENSIONES

Antes de entrar en una clasificación de las diferentes clases de planificación que se aplican en

las empresas, debemos tratar de definir, si es posible, el concepto mismo de planificación de una

manera práctica y aplicable a los casos mineros. De diferentes autores se han escogido varias

definiciones, ya que, probablemente, de la lectura de todas podemos obtener una impresión más

completa que tomando una sola como dogma.

* La planificación es un proceso de adaptación a los inevitables cambios o ciclos.

* La planificación es anticipar el posible futuro.

* Planificación es un estilo de dirección. Será una actitud mental y laboral más que

una técnica.

* Planificación es una decisión o elección previa.

* Planificación es creer y desear hacer algo que sucederá.

* Planificación es no confundir el deseo con la realidad.

Una definición más aceptada por la Real Academia de la Lengua en su diccionario, nos dice que:

Planificar una empresa es organizarla conforme a un plan determinado. Planificar significa,

literalmente, hacer planes. Si estos, además se documentan adecuadamente, se denominan

Proyectos. Proyecto es un conjunto de planos y documentos que permiten realizar una

acción por un equipo de personas diferentes al que la ha planificado.

Las clases de planificación que en una empresa deben llevarse a cabo en función de las áreas

en que se tienen que tomar las decisiones, y que ya hemos mencionado en el capítulo anterior

son:

La Planificación Operativa

Es aquella que actúa sobre los factores de conversión, producción y comercialización

para lograr los productos requeridos en el tiempo, lugar y precio, así como para su promoción y

distribución. Suele dividirse, consecuentemente, en función del tiempo (corto, medio y largo

plazo), en función del espacio (áreas, niveles, secciones, zonas geográficas, etc.) o por el valor

comercial (calidad, densidad económica de los productos, primarios, secundarios, etc.).


La Planificación Administrativa

Es la que actúa sobre las entradas (inputs) de la empresa, los famosos "M" americanos

(MEN, MATERIALS, MACHINES, MONEY and MANAGEMENT), estudiando sus necesidades y sus

distribuciones relativas para lograr el óptimo producto y el equilibrio y armonía entre ellas,

preparando los programas correspondientes de:

- formación de personal,

- abastecimiento o disponibilidad de materias primas,

- selección y mantenimiento de procesos y maquinaria,

- financiación, resultados y tesorería,

- selección y captación de personal directivo,

- investigación tecnológica y de mercado.

La Planificación Estratégica

Corresponde a la Alta Dirección y actúa fundamentalmente sobre las salidas (outputs) de

la empresa, esto es sobre aquellas decisiones previas que determinan la propia naturaleza y la

dirección del negocio. Es decir, debe considerar no solo los grandes objetivos que definen la

propia empresa, sino también los planes, la captación de los recursos y los medios necesarios

para lograrlos. No es solamente donde ir, sino también cómo ir y qué debe ser la empresa, de

acuerdo con los medios realmente disponibles o factibles.

Existe una muy común confusión entre la planificación estratégica y la planificación a

largo plazo. Mientras que esta última es normalmente operativa, pues, proyecta las actuales

operaciones hacia el futuro, como un resultado de la dimensión tiempo, en algunas ocasiones

pueden existir decisiones a corto plazo que son estratégicas a causa del impacto tan fuerte que

tienen sobre la naturaleza y la dirección del negocio. La planificación estratégica tiene que ver

más con el clima -cambio de las condiciones ambientales- en que se desarrolla la vida de la

empresa, uno de los cuales es, naturalmente, el tiempo. Una decisión estratégica a corto plazo

puede ser parar una mina por falta de rentabilidad en un mercado dado y en un momento

determinado y otra es volver a arrancarla cuando han variado las condiciones del mercado.


DIFERENCIAS ENTRE LA PLANIFICACIÓN A LARGO PLAZO Y LA ESTRATÉGICA

CARACTERÍSTICAS ESTRATÉGICA LARGO PLAZO

Del problema u objetivo Problemas nuevos, Problemas con algunano estructurales estructura

Importancia de la experien- Poca Algo a muchocia previa

Naturaleza de la información Cualitativa Más cuantitativa y datos base conocidos

Énfasis En la efectividad En la eficiencia (en el qué del negocio) (en el como del negocio)

Perspectiva en el tiempo Del futuro hacia hoy De hoy hacia el futuro

Horizonte 15 a 20 años 3 a 5 años

Enfoque Proyectar Organizar

Ejecutores Alta Dirección Direcciones operativas(Pocas Personas) (Muchas personas)

Sistema Falta la sistemática Formalistico y con dominiopero dominará el contenido del procedimiento

Técnicas o herramientas. Pocos números, aunque úti- Muchos números y muy les. útiles.

Usos principales Identificar los cambios y Colocar y coordinar los adaptar y expandir la compa- recursos. Integrar las comu-ñía en función de ellos. nicaciones y crear equipo.

La determinación de la naturaleza y dirección de la empresa es la más alta de las responsabilida-

des de la Alta Dirección e incluso la más vital. Toda empresa tiene una planificación estratégica

bien sea formal o no, bien la lleve a cabo o no. Es tan sólo cuestión de quien formula dicha

estrategia.

Si los altos niveles de la compañía no dan suficiente importancia a la planificación estratégica,

entonces otros niveles internos o inferiores de la organización lo hacen o lo que es peor, algunos

elementos externos a la empresa -gobiernos, consumidores, clientes, competidores, ecologistas,

sindicatos- pueden forzarla y cambiar el destino de la empresa. Esto ha sucedido y sucede en

muchas grandes empresas, y muy especialmente en las mineras españolas con una común falta

de planificación estratégica y a largo plazo.


2. CLASES DE PLANIFICACIÓN

Como hemos indicado fundamentalmente son tres: operativa, administrativa y estratégica que se

subdividen en programas de actuación

+ Corto plazo+ Temporal ** * Medio plazo* ** . Largo plazo** + Zonas geográficas* Espacial *

Planificación * * Áreas localesoperativa * *

* . Niveles, secciones y cuarteles.** + Precios de venta. Económica * Inversiones

* Rentabilidad. Costos

+ Programas de personal o recursos humanos** Programas financiero y de tesorería** Programas de abastecimiento de materiales (exploración y recursos)

Planificación *Administrativa * Programas de maquinaria, medios y procesos operativos.

*. Programas de investigación e innovación

3. ETAPAS DEL PROCESO DE UNA PLANIFICACIÓN MINERA

1º. Determinación de los objetivos mineros a conseguir.2º. Descomponer los objetivos en unos subobjetivos específicos en tiempo y dimensión.3º. Desarrollar las alternativas posibles. T MUST = DEBER4º. Comparar las diferentes alternativas. * R WANT = QUERER5º. Valorar las alternativas en tiempo.6º. Valorar las alternativas en presupuesto.7º. Elección tentativa de la alternativa más conveniente.8º. Medir las consecuencias adversas de la alternativa elegida tentativamente.9º. Tomar la decisión final.

La planificación es y debe ser una herramienta para tomar decisiones.


4. DIMENSIONES DE LA PLANIFICACIÓN. EL CONCEPTO PIPOS.

El anagrama de PIPOS nos permite definir las dimensiones de la planificación y corresponde a las

letras iniciales, en inglés, del significado y de las dimensiones de una completa y buena

planificación:

Phylosophy = Filosofía

Inputs = Entradas o Información

Process = Proceso

Outputs = Salidas o resultados

System = Sistema o control

En una forma resumida podemos aclarar el significado de cada uno de los conceptos de PIPOS.

La Planificación como una filosofía

En lugar de interpretar la planificación como una herramienta o simplemente como una técnica,

es mejor comprenderla como un modo de dirigir y conseguir la realización de un proyecto, así se

trata más de un estilo de trabajo que se refleja en todo el ambiente del trabajo y en la propia

organización de la empresa. Como tal, este estilo debe ser compartido por todos los miembros de

la Dirección como un equipo y no solamente como una imposición personal del Director, y a ser

posible este debe recoger las aspiraciones del equipo y hacerlas suyas.

Las entradas o Información para Planificar. Datos necesarios

La información sobre todas las fuerzas que actúan en el proceso, tales como mercados,

competencia, tecnología, gobierno, fuerzas laborales, reservas, costos, etc., representan la base

para definir las oportunidades y las resistencias (Pros y Contras). Esta base de datos debe

combinarse con la información sobre los recursos y los medios propios de la compañía, el

conocimiento y la calidad del equipo directivo, de los datos de la planta y suministradores de la

maquinaria, así como de otros componentes que determinan las fuerzas y las debilidades de la

empresa. También son informaciones o datos las previsiones, premisas y estimaciones sobre el

desarrollo presente y futuro de acuerdo con los resultados anteriores de la compañía. De acuerdo

con el valor de estas informaciones o datos previos será la calidad de la planificación resultante.

En la tecnología minera o Laboreo de minas los datos básicos son los sondeos y las evaluaciones

de cantidad y calidad, así como los costos reales de la actual explotación o de otras similares.


La Planificación como un proceso

Más que nada, planificación es un proceso. Planificación es el proceso de formular los objetivos

y los subobjetivos, así como el desarrollo y evaluación de las alternativas de actuación para

alcanzar aquellos objetivos, haciéndolo en base a saber identificar las oportunidades, disminuir

las resistencias externas y fortalecer los puntos débiles internos de la empresa.

El proceso de planificación puede ser llevado a cabo para las diferentes áreas o grupos de

decisión y también para muy diferentes horizontes de tiempo, especialmente cuando se trate de

grandes empresas o grupos financieros multinacionales, aun cuando al final se consoliden los

resultados globales. El resultado de este proceso deben ser unas decisiones que en forma de

planes constituirán las bases para actuar y son unas decisiones de hoy que producirán los

resultados que a la Dirección le gustaría obtener en el futuro.

Las Salidas o los Resultados de la Planificación

Los resultados del proceso de planificación deben ser unos documentos formales, que pueden

tomar la forma de unos programas parciales o globales, que cubran unos plazos cortos o largos

y que pueden afectar a la compañía como un conjunto o a una parte de ella, como una división.

Un ejemplo muy antiguo y minero es el Plan de Labores anual como un programa temporal del

Proyecto minero, que es, al fin y al cabo, otro Plan a mayor largo plazo y con un carácter más

estratégico.

La planificación como un sistema

El sistema representa aquí la interdependencia entre el conjunto de los objetivos que deben

planificarse y las herramientas, medios, útiles y técnicas, así como los propios procedimientos que

son empleados. Como tal, un sistema de planificación se refiere a el qué, cómo, dónde y

cuando será efectuado dentro de la organización en orden a obtener un objetivo bien realizado.


5. RAZONES PARA HACER PLANIFICACIÓN EN LAS COMPAÑÍAS

I). Por razones externas

Cuando se producen:

- Cambios en el medio ambiente

- Cambios en las condiciones de los negocios

- Incremento en las presiones de la competencia

- Desarrollo del mercado o de la demanda

- Cambios tecnológicos cada vez mas frecuentes

- Ciclos de los productos más cortos

- Nuevas actitudes del Gobierno

- como un cliente

- como un factor político

- Fluctuaciones de las cotizaciones de precios y monedas.

II). Por causas internas

Cuando se producen:

- Aumento del tamaño de la compañía.

- Pérdida de flexibilidad

- Necesidad de integración y control

- Importancia de poder anticipar y resolver los problemas en avance

- Tomas de decisiones más complejas en las que unos parámetros y unas variables

tendrán que considerarse con vistas a un futuro diferente

- Mayor tamaño de las inversiones y periodos más cortos de amortización

- Mayores riesgos

- Mayores tiempos de maduración entre la toma de decisión y el momento en que

los resultados serán obtenidos.

- Dificultades de comunicación entre los niveles de mando.


RELACIÓN ENTRE GRADOS DE PARTICIPACIÓN Y PLANIFICACIÓN

6. MEDIDA DEL GRADO DE APLICACIÓN DE LA PLANIFICACIÓN

De acuerdo con el grado de planificación que se decida efectuar y la participación del equipo

humano en el desarrollo de la misma obtenemos el siguiente esquema y las clases de mando o

de Poder en las empresas.

Ejemplos de organizaciones y grado de planificación

1.9.- Organización militar y empresas dictatoriales.

9.1.- Instituciones académicas y de investigación.

1.1.- Compañías familiares o pequeñas empresas muy tradicionales.

5.5.- Mayoría de las empresas productivas.

9.9.- Pocas y muy selectas empresas, serán las estrellas que supervivirán de las que

serán algunos buenos ejemplos:

Los Jesuitas, IBM, General Motors, ITT, El Corte Inglés, RTZ, Anglo American,

Phelps Dodge, Nestle, Outokumpu, Boliden, Grandes Bancos, Cementeras.


7. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA PLANIFICACIÓN

Las ventajas Con planificación

Existe una mayor libertad - Se reducen las dudas y los dobles pensamientos.

- Se canalizan los limitados recursos hacia un fin común.

- Se puede prevenir contra las desviaciones y permite tomar medi-

das correctoras.

Existe una mayor moral - Se tiene una base para una motivación participada del equipo.

- Se consigue que el equipo sea atraído y trabaje más de acuerdo

hacia los objetivos.

- Sin planificación la gente tiende a enfocarse sobre los defectos o

las dificultades, aumentando el malestar interno.

Es posible - Una base de control para medida de las desviaciones.

- Una base para delegar los subobjetivos.

- La dirección por excepción y por objetivos.

Es más fácil - Comprender los problemas y los baches del camino.

- Colocar los limitados recursos disponibles.

- Tener unos criterios para elegir las alternativas.

Los inconvenientes Con Planificación:

- Puede crearse una fuente de conflictos internos.

- Coloca algunos "secretos" en manos que podrían llegar a ser

peligrosas.

- Es difícil formular los objetivos y las alternativas por escrito y

consume tiempo y dinero, además de, posiblemente, tener que

emplear los mejores cerebros.

- Puede reducir el factor sorpresa y la intuición personal, tan latinas.


8. LA PLANIFICACIÓN MINERA.

Las empresas mineras, desde hace más de un siglo, están obligadas a presentar a la

Administración, un plan de labores anual, como corresponde al concepto de control de la

concesión administrativa otorgada por parte del Estado o Nación, verdadero propietario de la

riqueza minera del país.

EL PLAN DE LABORES MINERO Debe corresponder a la parte anual y alícuota de un

proyecto de explotación a largo plazo o vida de la mina.

PERIODO DE DURACIÓN DEL PLAN MINERO:

PROYECTO - De 15 a 20 Años - Largo plazo

PLAN DE PRODUCCIÓN - de 3 a 5 años - Medio plazo

PLAN DE LABORES - Menor de 1 Año - Corto plazo

El plan de labores anual se debe descomponer incluso en períodos de meses o trimestres. Un

correcto plan, anual o de mayor plazo, se descompone no solo en unos períodos temporales, sino

también en una serie de programas específicos tales como :

PROGRAMA DE RESERVAS Con un inventario detallado de las toneladas, sus

leyes y el nivel o bloque en que se encuentran con

un grado de certidumbre o de probabilidad de

desviación.

PROGRAMA DE MAQUINARIA Y MEDIOS Número de unidades, flotas, capacidades, con-

sumos, explosivos y rendimientos.

PROGRAMA DE PERSONAL. Técnicos, operadores, mantenimiento, administrati-

vos, propios y subcontratados.

PROGRAMA DE INFRAESTRUCTURAS: Necesidades de terrenos, agua, energía, repues-

tos y almacenes.

PROGRAMAS DE PRODUCCIÓN Productos vendibles o minerales, según calida-

des y precios de venta..

Productos no vendibles, estériles, residuos

sólidos y líquidos.

PRESUPUESTOS De ingresos, de gastos y de tesorería.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES. Descomposición en años, meses o semanas de

cada una de las actividades programadas.


9. LOS CRITERIOS DE PLANIFICACIÓN Y DISEÑO EN MINERÍA

Básicamente se deben considerar los siguientes criterios iniciales para comenzar a trabajar en el

proyecto de explotación de un yacimiento descubierto o en la ampliación de una mina existente.

RESERVAS Tan solo las medidas y demostradas, que son función de Precio, Costes,

Beneficios y Rendimientos

Reservas tonelajeRITMO = ))))-----------------------------------------------------)))))) = )))))))---------------------------------------------------))

Vida Año

VIDA = Los años de explotación planificables de las reservas medidas y demostradas

RATIO LIMITE ECONÓMICO

R = Relación máxima de m de estéril a mover por tonelada de mineral que esLE3

función de unos parámetros geométricos y económicos =F (α,β,γ,F,P,D)

PROFUNDIDAD de la explotación, que a su vez es función de el Ratio límete económico y del

Beneficio esperado

H = F (R ) = F (B) siendo:LE

R = Ratio límite económicoLE

B = Beneficio esperado

α. β, γ, F,P,D = Parámetros geométricos y económicos.

La profundidad a la que se pretende llegar en la mina, es un parámetro extremadamente

importante ya que constituye la base del diseño de la explotación:

- Para establecer los parámetros geométricos y geomecánicos.

- Para establecer la futura restauración del terreno

- Para lograr los beneficios deseados.

- Para poder planificar las fases de explotación.

- Para aprovechar al máximo el criadero

SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN, es el camino o pasos que se deben seguir para llegar al

final de la mina. Un viejo axioma minero, pero no un

dogma, establece que debe seguirse siempre el siguiente

camino;

" de techo a muro, de arriba a abajo y de mayor calidad a menos buena".

RITMO Y VIDA

Un parámetro que influye determinantemente en un estudio económico de viabilidad es la

definición del ritmo de explotación o escala, esto es, las toneladas de mineral producidas por año.

Vida = s a vr r e s e r Ri i t m o

tt / año


Este ritmo viene marcado fundamentalmente por el mercado, que señala la producción anual

factible de ser vendida. Evidentemente ciertos factores técnicos condicionan, no sólo unos ritmos

mínimos por la capacidad de la maquinaria, sino también el incremento de la producción que no

puede ser gradual sino por escalones, especialmente en el proceso de tratamiento del mineral,

donde las unidades de machaqueo, molienda y tratamiento tienen unas capacidades críticas más

altas y condicionan el ritmo idóneo de explotación de la mina hasta poder obligar a una

modularización o ampliación por módulos añadidos y paralelos.

El concepto de vida de la explotación es el resulta-

do de dividir las reservas demostradas por el ritmo.

y en función de lo enunciado sobre la dinámica del concepto de las reservas, es también un

concepto dinámico. El profesor Taylor que ha estudiado estadísticamente el tema de la vida y el

ritmo de muchos proyectos mineros ha propuesto una fórmula que procede del análisis de un

buen número de proyectos rentables en todo el mundo y para un variado número de sustancias

minerales. Dicha fórmula expresa que:

Ritmo (Mtm/año) = 0,15 x R (1 ± 0.2)0,75

siendo R las reservas demostradas en millones de toneladas.

y en consecuencia resulta la

Vida = 6,5 x R (1 ± 0.2)0.25

Como resumen podemos decir que, en general:

A un mayor ritmo corresponde:

- Mayor inversión

y menor coste operativo

- Mayor flujo de caja.

- Menor vida.

A un menor ritmo corresponde:

- Menor inversión

y mayor coste operativo

- Menor flujo de caja.

- Mayor vida.


ÁBACO DE LA FORMULA DE TAYLOR

Expresada gráficamente la fórmula del Profesor Taylor en escala doble logarítmica viene

representada por un área entre dos rectas en las que debe establecerse el correcto ritmo de

explotación, separando claramente dos zonas de diferente problemática.

Las mina, cuya posición por el ritmo y las reservas demostradas, está situada por encima de la

recta tiene que buscar más reservas o se acabará pronto por lo que su esfuerzo debe

fundamentalmente dirigirse hacía la exploración geológica de nuevos recursos.

La mina, cuya posición en el gráfico la sitúa por debajo de la recta tiene un grave problema de

ventas o comercialización de sus productos, por lo que su esfuerzo prioritario debe ser la

búsqueda de nuevos clientes o aplicaciones de esa sustancia mineral.


CAPITULO X. LAS ENTRADAS Y SALIDAS (INPUTS Y OUTPUTS). LA SECUENCIA O CAMINO DE

LA EXPLOTACIÓN MINERA. LAS TÉCNICAS DE PLANIFICACIÓN

Como se ha detallado en el capitulo anterior las entradas a la planificación (inputs) de los

procesos mineros son las siguientes:

Materiales, que en general son las reservas disponibles a través de la investigación y

evaluación llevada a cabo por medio de los sondeos o por cualquiera de la

técnicas desarrolladas en los capítulos anteriores.

Máquinas, que en el momento actual son los elementos más importantes del método y del

sistema de explotación y que incluso van a definirlo y constituyen la inversión más

importante.

Dinero o la financiación para llevar a cabo, no solo el arranque inicial de la operación y

las necesidades de circulante, sino para la propia introducción de las correcciones

del proceso en marcha.

Personal para la ejecución de los trabajos de supervisión, ejecución y mantenimiento, sin

olvidar los necesarios conocimientos y mentes para innovar continuamente el

proceso.

Tecnología o suma de los conocimientos experimentales y teóricos para diseñar, dirigir y

controlar el correcto proceso, que es medido finalmente por los beneficios

obtenidos y por la continuidad a largo plazo de las actividades mineras.

Y las salidas (outputs) del proceso minero son los productos minerales que a través de su venta

a un justo precio retornan los flujos de caja para continuar el ciclo productivo. Es muy normal

considerar también como una salida minera el propio mercado a donde se dirige el producto

mineral, que si bien se considera como un mercado totalmente libre, globalizado e

internacionalizado, no es infrecuente encontrar algunos casos de mercados cautivos o

intervenidos por medio de cupos en los que es muy lógico tenerlo como un activo.


La secuencia o camino de una operación minera es, en un principio, la disposición ordenada

y planificada de los entradas necesarias para conseguir las salidas o productos en un tiempo y

en un espacio determinados. El mayor problema ingenieril de la minería está en la planificación

de la fases de la explotación, ya que, desde el diseño del hueco final pasando por las secuencias

o las etapas en que se desarrolla la operación a lo largo de su vida o duración temporal, son

cruciales para el éxito de la operación minera. *

Tres grupos de factores limitan e influyen en su ejecución, de acuerdo con Soderberg y Atkinson,

y que en cierto modo son los responsables de las dificultades o inconvenientes que van a imponer

una resistencia al desarrollo de la planificación programada:

Factores naturales y geológicos: condiciones geológicas, características del mineral,

condiciones hidrológicas, topográficas y las características mineralógicas.

Factores económicos: Ley del mineral y tonelaje, ratio de estéril a mineral, ley de corte, coste

de la operación, capital de inversión necesario, beneficio requerido, ritmo de la producción, y

condiciones o limitaciones del mercado.

Factores tecnológicos: Equipo o maquinaria, número y disponibilidades, mantenimiento de

taludes y techos de galerías, geometría de los bancoso niveles, ancho y pendiente de las rampas,

límites de las concesiones y de la explotación.

Los extensivos y repetitivos cálculos y diseños de las alternativas de explotación que son

necesarios para definir tanto los objetivos y las situaciones a corto, como a medio y largo plazo

se obtienen o realizan a través de una serie de técnicas o procesos enter los que destacan los

siguienets.


LAS TÉCNICAS DE PLANIFICACIÓN

1ª.- La Dirección por objetivos

A las ya pasadas técnicas de dirección, más o menos autocráticas, que anteponían la eficiencia

y los objetivos a las relaciones humanas con supervisores y empleados, ha sucedido en la minería

mundial, como en otras actividades humanas, una técnica definida como "Dirección por objetivos"

y en otros casos como de "Dirección por excepción" cuyas premisas básicas son:

- El desarrollo es tanto más efectivo cuanto es más auto-desarrollo.

- La obtención de resultados "verdaderos" es crucial para el desarrollo de la empresa.

- El autocontrol es más conductivo para el desarrollo que el control exterior y forzado.

El proceso de dirección por objetivos, en líneas generales, consiste en:

- La alta dirección define los objetivos y las limitaciones generales. También debe

establecer los propósitos y los valores fundamentales de la empresa.

- Los subordinados identifican los subobjetivos del trabajo y los resultados a obtener

valorados en tiempo y en dinero.

- Los superiores y subordinados discuten y llegan a acuerdos sobre las METAS.

- El director debe actuar como un soporte durante el ciclo de operativo, sin que tenga que

intervenir en el proceso más que por "excepción".

- Los subordinados se autocontrolan.

- Los subordinados se autovaloran.

- Superiores y subordinados discuten y diagnostican las razones de éxitos y fracasos.

- Se vuelven a definir las nuevas metas a alcanzar en función de los resultados obtenidos.

Aún cuando puede decirse que algunas compañías mineras han intentado aplicar para ciertos

proyectos mineros estas técnicas de dirección y planificación, estimamos que no siempre lo han

hecho de un modo premeditado, continuado y formal, sino más bien intuitivo y temporal. Parece

bastante lógico pensar, que al crecer y hacerse más compleja y global la variada minería será

preciso formar y educar a todos los mandos en la implantación de estos sistema de dirección,

cuyo buen resultado ha convertido a ciertas multinacionales en las reinas del mundo minero

internacional, siendo las grandes abastecedoras de los mercados mundiales.


2ª.- Toma de decisiones

La sustitución del método, más o menos intuitivo, de la Dirección por experiencia, que puede ser

calificado como un arte, por una técnica de Dirección basada en los cálculos y las valoraciones,

ha permitido el avance, tanto en tiempo como en calidad, de las técnicas más jóvenes de Dirección

por objetivos, anteriormente enunciadas. La Planificación y la obtención de los objetivos básicos

de la compañía, tales como:

- Supervivencia.

- Rentabilidad.

- Volumen y crecimiento.

- Control de costos de operación.

- Actualización financiera (DCF).

- Satisfacción del Cliente (Estudio de Mercados).

- Medición de capacidad de la Dirección (Desarrollo de los ejecutivos).

- Relaciones Industriales (Encuestas y estadísticas).

- Control de calidad de los productos más acabados.(Mayor valor añadido).

hace precisa la utilización de los procesos estadísticos y matemáticos que permiten medir los

resultados obtenidos y reales de esos objetivos, algunos de ellos considerados como no

mensurables, y por el gran número de variables envueltas en el proceso, que pueden ser

intangibles, tales como la belleza, la moda, la supervivencia, los ideales políticos o religiosos.

La posibilidad moderna de emplear para estos cálculos de la medición de objetivos y resultados,

herramientas como la informática y el ordenador, han hecho posible la aplicación de los valores

numéricos a los conceptos no mensurables o a unidades heterogéneas entre sí lo que ha

permitido realizar un adecuado análisis o comparación de las alternativas.

Detrás de cada decisión debe yacer un correcto análisis del problema o de la situación, y no debe

haber nada más importante, en la función de la Dirección, que un correcto y verdadero análisis

de los problemas para efectuar las correctas tomas de decisiones. Porque mandar es tomar

decisiones y en la minería debe de reconocerse, por bien sabido y experimentado, que "no hay

peor decisión que la decisión no tomada".


Un acercamiento sistemático y razonado al análisis de la toma de las decisiones, que parte de una

información dada, debe ser esencial, en una era de tan rápidos avances tecnológicos y de

mayores competencias y cambios, en contraste con otros tiempos de intuiciones o experiencias

envejecidas prematuramente. Cuando el tiempo presiona, cuando los problemas y situaciones

requieren unas decisiones más complejas, cuando las penalizaciones por cometer un error van

aumentando, es necesario hacer uso de la mejor información disponible y saber cuando las

decisiones son las mejores posibles o en todo caso las menos malas, antes de actuar, pero sin

dejar de actuar. Cuando un problema minero resulta más complejo no se deben aceptar mayores

riegos, sino que es preciso aportar más datos en forma de más sondeos, ensayos y pruebas para

poder tomar las decisiones con mayor rigor y seriedad.

Proceso del análisis de toma de decisiones

La premisa básica es: El proceso de tomar una decisión puede ser dividido en un

número de pasos consecutivos para su más riguroso análisis.

Estos pasos normalmente deben ser:

A) Establecer los objetivos.

B) Clasificar los objetivos de acuerdo a su importancia. PRIORIZACIÓN.

C) Establecer las alternativas entre las cuales habrá que elegir.

D) Evaluar las alternativas contra los objetivos.

E) Elegir la alternativa menos mala como una decisión tentativa.

F) Valorar las consecuencias adversas que pueda crear la decisión tentativa.

G) Efectuar la decisión final.

En general para un Ingeniero, que debe aplicar la lógica y el orden, los problemas no deben

constituir unas disculpas, sino la necesidad de una búsqueda de soluciones y en la

minería moderna el mayor problema suele estar en tener que elegir la solución menos mala entre

las muchas alternativas existentes.


Clases de decisiones

Tres clases de decisiones pueden ser tomadas:

Decisión correctora: la que actua directamente sobre las causas del problema.

Decisión circunstancial: la que actua sobre los efectos para continuar obteniendose el ob-

jetivo principal.

Decisión de adaptación: la que minimiza calculadamente los efectos y permite vivir con el

problema, al menos durante un cierto tiempo.

Un sencillo ejemplo doméstico aclara mejor las diferentes clases de decisiones que se tienen que

tomar en la vida;

Un volquete minero puede consumir aceite porque tiene un cierto desgaste en los segmentos del

motor. Tal situación puede dar lugar a tres tipos de decisiones:

Correctora: Sustituir los segmentos viejos por unos nuevos.

Actuando sobre la causa.

Circunstancial: Reponer el aceite con mayor frecuencia y seguir viajando.

Actuando sobre el efecto.

Adaptativa Utilizar un aceite más barato hasta que surjan otros problemas y se tenga

que realizar una reparación general del motor o se vaya a cambiar el

volquete.

Se está actuando sobre las circunstancias de tiempo o espacio.

Se esta viviendo con el problema.

De la misma manera en la mina es muy frecuente tener que tomar una decisión entre las varias

posibles, que actua sobre las causas, o sobre los efectos o se adapta a las circunstancias

sabiendo convivir con el problema.

Típicos son los casos de estabilidad de taludes o de techo, en que muchas veces es muy difícil

o caro actuar sobre las verdaderas causas del problema y por ello se adoptan decisiones de

convivencia temporal en tanto dure la explotación de la zona objeto de las tensiones. Otro caso

de alternativas de decisiones temporales o que actuan sobre el efecto se presentan generalmente

en el proceso de mantenimiento de la maquinaria, que incluso define un sistema de actuación

como será el preventivo.


Es evidente que cada clase de decisión tiene o implica un riesgo o un costo diferente y sería mejor

poder llegar a valorarlos previamente para tomar aquella decisión que implique un menor costo

y evite unos mayores riesgos. El verdadero punto crítico de la toma de decisiones consiste en la

valoración de las alternativas que se nos ofrecen como unas posibles soluciones para obtener los

objetivos perseguidos.

Algunas técnicas como la de Koepner-Tregoe, pueden ofrecer unas soluciones simples y

atractivas que tratan de encontrar la solución en base a dar unas valoraciones numéricas a cada

una de las informaciones disponibles y asignando un peso (en una escala de 0 a 9) a cada

objetivo parcial deseado para finalmente multiplicar peso por valoración y sumando los parciales

se obtiene un resultado total para cada alternativa. Posteriormente y tras la selección de las

alternativas con mejor puntuación se debe efectuar un chequeo de las consecuencias adversas

de las alternativas seleccionadas para proponer finalmente de entre ellas, aquella menos mala.

Generalmente, en la minería, la solución mejor suele resultar la más cara y con ello no es la

oprtima, sino la menos mala.

3ª.- Utilización del Ordenador en la Planificación y en la toma de decisiones.

Por ser objeto de otras asignaturas, tan sólo se trata de exponer aquellas técnicas de la

planificación más usuales por los mineros y directivos mediante el empleo de los ordenadores

para la toma de decisiones y la realización de la planificación operativa en las explotaciones

mineras. Nos limitamos a exponerlas sin entrar en unos detalles que se desarrollan, dentro de las

asignaturas de cálculo numérico y de aplicaciones del ordenador a la minería. Lo que si resulta

evidente es que la planificación y la toma de decisiones se lleva a cabo actualmete mediante las

técnicas informáticas para lo que existen multiples programas que son analizados en el capítulo

43 y en el curso de “Evaluación y Planificación minera”.

La técnica de simulación

La técnica de simulación, también llamada Investigación operativa, es un método científico

que consiste en inducir de unos hechos conocidos un cierto número de hipótesis,

cuyas consecuencias se confrontan seguidamente con los resultados de las observa-

ciones. (Pr. Lesourne). Las cuatro secciones que deben examinar sucesivamente los hechos

objetos de la investigación son:


1.- Análisis de los hechos o datos

2.- Construcción del modelo o discretización.

3.- Control de las hipótesis.

4.- Crítica y presentación de las conclusiones.

En el caso de los proyectos o de los estudios mineros de viabilidad se parte, generalmente, de

el establecimiento de una serie de modelos de planes mineros con una igual producción final, y

actuando sobre las distintas combinaciones de áreas, bloques, niveles, cámaras o zonas

diferentes, con unos beneficios u otros criterios diversos, se miden los resultados de cada

alternativa para elegir la menos mala tras las comparaciones con los objetivos básicos.

El objetivo de esta técnica debe ser "To do the right things", "hacer las cosas buenas".

La optimización o mejoramiento

Del plan operativo, ya elegido, quizás realizado por la técnica de simulación anterior, se

establecen nuevas variaciones de los subobjetivos y se valoran las mejoras obtenidas para

intentar continuar por el camino óptimo o de mejora, de acuerdo con la medida de algún

parámetro como la rentabilidad o el aumento de las reservas o de la vida.

Y aquí el objetivo final debe ser "To do the things right", "hacer las cosas bien". Siempre

sin olvidar que, en algunas o muchas ocasiones y muy especialmente en la minería, lo óptimo

puede ser enemigo de lo bueno, aunque solo sea porque se retrasan las decisiones o se utilizan

las optimizaciones para no tomar ninguna decisión.

El control de Proceso. Los sistemas expertos.

Se trata de una moderna técnica operativa en tiempo real, que permite la actuación correctora y

la toma de decisiones mecanizada y automáticamente que, por disponer de una información

"directa" de las salidas y entradas del sistema que constituyen el proceso operativo de la empresa

o del proceso, efectuan una autocorrección por aproximaciones sucesivas de tanteo y corrección.

Es la aplicación en corto tiempo, quizás segundos, del conocido principio del "Trial and Error" o

proceso del perro y su amo.

Aunque ya se haya utilizado con gran éxito en las plantas de beneficio, está siendo introducida


en la propia explotación de aquellos yacimientos en los que es posible la automatización y

mecanización, como en los casos del método "Longwall" en la minería de interior o en el método

alemán de transferencia por rotopalas y cintas o en la explotación de fluidos por sondeos, así

como en la mecanización de muchos de los servicios mineros como en la extracción por pozo o

cinta, en el desagüe y en la automatización de la ventilación.


CAPITULO XI. LA ENERGÍA EN LA MINERÍA

Necesidades de Energía en la minería.

Básicamente minería es aplicar alguna forma de energía a los procesos o técnicas necesarios

para lograr extraer, transformar y transportar el mineral hasta el mercado. Por ello siempre es

preciso aplicar alguna energía en cualquiera de las fases del proceso minero.

a). Para el arranque (Perforación, Voladura o arranque directo por medio de maquinaria).

b). Para la carga (Excavadora, Rotopala, pala, etc.).

c). Para el transporte tanto en horizontal como en vertical. (Interno, externo y exterior)

(Trenes, volquetes, cintas transportadoras, tuberías, pozo de extracción, barco, etc.)

d). Para los servicios (Desagüe, ventilación, accesos, mantenimiento, iluminación, control,

transporte de personal y mandos, etc.).

e). Para las plantas de beneficio (Trituradoras, molinos, celdas, electrólisis, fusión, transporte

de residuos a los vertederos o presas).

¿Qué clase de energía se utiliza en la minería? ¿Cuánta?

En el caso de la minería a cielo abierto en España, tras un análisis efectuado en un estudio y

control, realizado a través de la Dirección General de Minas Central, cuyos resultados pueden

observarse en el cuadro adjunto, el consumo y el coste energético era muy variado y la forma de

energía más frecuente era la de gas-oil especialmente en motores Diesel, siendo muy baja la

electrificación de la minería española, aunque era algo mayor en la minería subterránea.

MÉTODO O % electrico % coste energía / CONSUMO ENERGÉTICO SEGÚN EL

SISTEMA coste total PROCESO

arranque carga transporte servicios

CONTINUO 93,8 7,7 N.D. N.D. N.D. N.D.

CONTINUO 74,5 14,1 N.D. N.D. N.D. N.D.

CORTA 0 14,2 23,9 27,6 20,1 N.D.

CORTA 0 20,4 17,5 25,9 26,6 26,5

CORTA 8,3 16,1 8,8 11,9 20,1 19,1

CORTA 0 N.D. N.D. N.D. N.D. N.D.

CORTA 9.4 14,3 23,3 19,0 49,7 7,1

CANTERA 0 16,8 22,4 24,3 19,9 31,1

CANTERA 0 15,8 18,7 17,2 14,1 N.D.

CANTERA 0 15,8 19,9 17,2 15,1 N.D.

CANTERA 0 16,2 23,1 18,3 16,1 N.D.


El Desarrollo histórico minero ha coincidido siempre con la aparición de las nuevas formas de

Energía. En el período desde 1776 a 2000 se han utilizado preferente y combinadamente entre

si las siguientes formas de energía:

Siglo XVIII - Mano de obra y animales -> Hidráulica y madera -> Carbón.

Siglo XIX - Vapor -> Aire comprimido -> Electricidad -> Explosivos.

Siglo XX - Diesel -> Oleohidráulica y experimentalmente la nuclear.

Los procesos de mayor consumo energético son y han sido el transporte, la conminución y la

reducción de los metales (Metalurgia). Así, por ejemplo, para producir un Kg. de Aluminio se

necesitan 17 kw/h, para producir un Kg. de Cu se necesitan unos 12 kw/h, para un Kg. de Fe unos

3 kw/h y para extraer una tonelada de Carbón se precisan entre 30 y 40 kw/h. Por ello, el

establecimiento de los sistemas energéticos que se van a utilizar en el Proyecto es uno de los

capítulos más básicos de la Infraestructura de la Mina.

No cabe duda de que la minería es y será una de las actividades humanas que más energía

consume y que por ello debe de ser uno de los factores del coste minero al que más atención

debe dedicarse por parte del técnico responsable del proyecto de una mina. En la moderna

filosofía empresarial de controlar y lograr una reducción de los costes de explotación, el consumo

energético debe de ser considerado como uno de los factores a vigilar y muy especialmente en

aquellos países en los que los costes diferenciales de la unidad de cada forma de energía es

significativo. Es el caso de Sudáfrica en el que el carbón y la electricidad son baratos y el gas-oil

es muy caro, por lo que las minas deben de electrificarse al máximo. Por el contario en Venezuela

la tendencia básica es utilizar el ga-oil o el gas natural como la forma de energía prioritaria.

Fuentes de Energía

La minería ha sido siempre una industria pionera en el uso de las nuevas fuentes de energía. Por

ser una industria altamente consumidora de energía y en formas muy variadas siempre se ha visto

obligada a adaptarse a aquellas fuentes bien clásicas o a las más recientes que permiten un

menor coste energético o una mayor mecanización y automatización para mejorar la productividad

y el coste global de la operación. Las fuentes de energía que se pueden utilizar en la minería son

las siguientes:


T Gravedad* Mano de obra* Animales

Primarias * Madera* HidráulicaR Carbón

FUENTES DE ENERGÍA T Vapor

* Electricidad* Aire comprimido

Secundarias * Hidrocarburos (Diesel)* Oleohidráulica* Química (explosivos)R Atómica (voladura)

Coste de la energía

En la moderna Minería a Cielo Abierto actual el costo energético debe de suponer entre un 15 y

un 25% del costo operativo total. En el caso de la minería subterránea el consumo puede y debe

de ser mayor específicamente, aunque en el capitulo de los costes representa un porcentaje

menor por la mayor incidencia del coste del personal, debido a la menor productividad y un menor

grado de mecanización. La mayor ventaja de los procesos o sistemas continuos, como los

Sondeos, está en la mayor mecanización y con ello una mayor influencia del coste energético,

especialmente en el trasporte por tuberías o ductos.

Un factor esencial en el coste final de la energía en la operación minera es el tipo de contrato

establecido con la empresa suministradora o la posibilidad de recuperar el valor energético del

mineral en la bocamina en las minas de combustibles o piríticos, lo que debe ssr establecido con

fórmulas de contratos a largo plazo con las empresas suministradoras de Energía, como

Eléctricas, Refinerías o vendedoras de gas.

Históricamente, el coste de la energía en la mina en casi todas sus formas, fue menor pero ha

aumentado exponencialmente desde 1973. Hoy, por ello, la tendencia es, al menos en la minería,

hacia el ahorro energético, con una clara preferencia hacia la electricidad por permitir un control

energético optimizado, a través de la automatización que en la Minería a cielo abierto puede llegar

a alcanzar un consumo de un 90% en forma eléctrica. Actualmente en el caso de la minería

española la media de electrificación es menor de un 10%, con un 70% Gasoil Diesel, porque el


costo diferencial de la electricidad es superior al de los hidrocarburos, además de la agilidad que

supone el motor diesel en cuanto a su flexibilidad y autonomía.

La energía como medida del grado de tecnificación

Precisamente el tipo y la cantidad de energía consumida en una explotación puede permitir una

cierta medida del grado de la tecnificación, que viene a ser su nivel de automatización y de

mecanización y con ello de su productividad. Nos permitimos proponer la siguiente clasificación

del grado de tecnología según el tipo dominante de la energía empleada, en el supuesto de que

realmente se utilizan varias de ellas en los diferentes procesos mineros.

Grado de tecnificación

NIVEL Tipo predominante de energía

Bajo - Mano de obra y animales, carbón y vapor.

Alto - Electricidad, Oleohidráulica y gravedad

Media - Hidrocarburos, aire comprimido y explosivos.


CAPITULO XII. EL AGUA EN LA MINERIA

Dentro del concepto del agua en la mineria es conveniente separar y diferenciar dos aspectos:

1) El agua como una necesidad y por tanto un imput de la infraestructura

2) El agua como un problema técnico a resolver.

1) El AGUA como necesidad es un input necesario de la infraestructura minera. El agua es un

mineral que consume la sociedad y como tal la misma minería en cantidades importantes. La

minería metálica consume entre 1-4 m /t. de mineral tratado, según exista o no la recuperación3

del agua. (Hoy es obligatoria). Especialmente el proceso mineralúrgico es un fuerte consumidor

a menos que el diseño prevea la recuperación y retorno de las aguas del proceso, obligatorio para

evitar la posterior contaminación de los cauces públicos. La Minería a Cielo Abierto para el riego

y mantenimiento de pistas, bancos y zafras alcanza hasta unos 200 l/hombre/día igual al consumo

medio diario de una persona en una sociedad desarrollada. En Madrid se consume como media

300 l/persona/día que equivale a unos 500 Mm /año. La mina de Riotinto para una producción3

anual de 6Mt de Mineral de Au y Ag y 9 Mt de Mineral de Cu necesit unos 20 M.m de agua, a3

pesar de una fuerte recuperación y por contra de una elevada evaporación por metro cuadrado.

El Agua, puede ser, tambien, portadora de algunos valores mineros solubles, pudiendo llegar a

alcanzar un aprovechable contenido en ciertas sustancias minerales (Cu, Au, Ag, U, Sales, etc,)

que pueden contaminar y al mismo tiempo perderse en el recobro minero. Esto por si solo nos

obliga a un gran control de los efluentes liquidos, para evitar unas perdidas valiosas.

2) El AGUA como problema es un output que debe utilizarse como una salida y que crea

inevitablemente los siguientes y diferentes problemas.

1. Técnicos. Dificulta el trabajo; produce barro y baches en las pistas, cámaras, bancos,

niveles de transporte y en caminos.

2. Seguridad. El Agua en cabeza o por encima del nivel de trabajo puede llegar a perjudicar

notablemente la producción y afectar a la siniestrabilidad y con ello disminuye la seguridad

en el trabajo.

3. Geomecánico. Crea una cierta inestabilidad en los techos de las cámaras y en los

taludes, pudiendo afectar al propio diseño y tamaño de los taludes y de las cámaras.

4. Económico. Existe un cierto costo del Desagüe y del Drenaje, que en algunas ocasiones

es uno de los mayores problemas. La Potencia necesaria es igual a la altura por el caudal

y el coste minero de la energía


SITUACION DEL NIVEL FREATICO EN UNA EXPLOTACION

La mina de Puentes de Garcia Rodriguez en Galicia recibe más de 2000 l/m /año y ello le obliga2/

a desaguar entre 13 y 15 millones de m con una potencia instalada de 10.000 KW. Andaluza de3

Minas en Granada desaguaba más de 10 millones de m . que servian para el regadío de la vega3

de Guadix. La mina de Reocín en Santander desagua casi 7 Millones de m por año con el consi-3

guiente costo para una producción de tan solo 1 millón de toneladas de mineral por año.

La precipitación media en España es de unos 700 l/m y la media de filtración es de un 20%, que2

se almacena en la roca del subsuelo hasta el nivel freático, dependiendo de aquellas condiciones

geológicas y topográficas de la zona. Esto representa al menos un aporte de 140 l/m /año,2

además de la parte de la escorrentia que no hayamos impedido que llegase al hueco de la

explotación.

La solución minera ideal es: *

1) Equilibrar el balance hidrológico. El consumo igual a la producción o desagüe.

2) Aprovechar el agua como un mineral o como un útil de trabajo.

3) Creación de stocks: Presas de agua, que las regulan temporal y espacialmente para

acumular y guardar los excedentes de un período para las épocas de sequía de otro.

4) Depuración del agua contaminada para su venta exterior a ciudades, otras plantas e

industrias, como para la agricultura, ganadería o la pesca, forestal u otras aplicaciones.


DESAGÜE EN MINERIA DE INTERIOR

Las soluciones prácticas son:

Un plan de actuaciones recomendado para la defensa contra los problemas creados por el agua

en una explotación minera puede ser el siguiente:

1º. Estudio Hidrológico y piezométrico de la cantidad y de la calidad de las diferentes clases

de agua. PREVISION

2º. Establecer canales de guarda y desviación exterior de la zona minera para proteger la

futura explotación. DEFENSA

3º. Drenaje de los taludes y zonas minadas interiores por medio de sondeos, galerías y

túneles. ADELANTAMIENTO

4º. Desagüe de los excedentes hacia los canales y las presas de regulación y control,

exteriores al yacimiento actual y futuro, evitando los cortocircuitos. CONTROL


SISTEMAS DE DRENAJE Y DESAGÜE EN M.C.A.

Las Aguas Subterráneas en una explotación minera pueden ser:

1º.- Según los caudales en la mina que varian entre:

T pequeño - menor de 10 m /h.3

Caudal * mediano - entre 10 y 1000 m /h.3

R fuerte - mayor de 1000 m /h.3

2º.- Las aguas subterráneas se pueden encontrar en:

- El Manto freático (poros,grietas y fisuras) a una profundidad entre 0 y 50 mts.

- Aguas profundas o debajo del nivel del mar. MINERIA OFF-SHORE.

- Cavernas. Minados antiguos con aguas colgadas.

- Rocas conductoras. Diques o capas impermeables.

Es preciso, pues, determinar bien la velocidad de filtración en la zona a explotar en profundidad

durante la realización del estudio hidrologico previo.

3º.- La composición o calidad del agua de las minas pueden ser:

- Aguas Termales (600-900 mts) con temperaturas entre 40/50ºC.

- Aguas con un pH bajo que necesitan ser tratadas con cal apagada.

- Lejías (minas salinas).

- Con una calidad aceptable para su uso directo bien industrial o doméstico.

- Con una calidad tras su tratamiento en una planta depuradora.

- Con un contenido mineral recuperable en las plantas de proceso.

- Con calidad para su venta como agua mineral embotellada


CAPITULO XIII. LA IMPLANTACIÓN MINERA. ESQUEMAS O LAY-OUT

Dentro de los problemas a resolver en el diseño de la infraestructura de una mina figura con gran

trascendencia de futuro el de la implantación de las plantas, de los servicios y de los accesos

necesarios para la buena operación minera. Podemos definir como implantación o Lay-out a la

disposición espacial o distribución de las instalaciones alrededor de la explotación minera bien de

cielo abierto, bien de interior o por sondeos.

La implantación minera viene condicionada fundamentalmente por la ubicación y situación

topográfica del yacimiento a explotar. A diferencia de otras industrias que pueden ser ubicadas

o instaladas cerca del mercado o en lugares alternativos, las instalaciones mineras deben

implantarse a "bocamina" y por tanto bien próximas al yacimiento. Sin embargo, dentro de las

instalaciones necesarias para la explotación existe un importante problema como es el lograr una

correcta distribución de las instalaciones, a efectos de ocupar el menor espacio y que tiene una

duración que debe contemplar las futuras expansiones de la explotación, sin estorbarlas por

encontrarse sobre zonas mineralizadas, como ha ocurrido con frecuencia, especialmente con los

poblados, cementerios e iglesias, que han tenido posteriormente que ser derribados por las

ampliaciones de las cortas o por la subsidencia de las minas de interior. Es recomendable, en esta

fase del diseño, la realización de sondeos negativos que demuestren claramente que no hay

mineral en profundidad.

NECESIDADES DE INSTALACIONES MINERAS:

El conjunto de las instalaciones, de mayor o menor envergadura según el tamaño y categoría de

la mina, pero todas necesarias son:

1. LA PROPIA EXPLOTACIÓN (corta, subterránea o campo de sondeos).

2. LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO o Procesamiento del mineral con sus laboratorios.

3. LOS TALLERES (Mecánicos, estación de servicio, eléctricos y móviles).

4. LOS ALMACENES Y POLVORINES.

5. LAS OFICINAS Y LAS COMUNICACIONES. Centro médico

6. LOS ACCESOS GENERALES. LAS VÍAS Y PUERTOS. FERROCARRILES. * * * *

7. LOS VERTEDEROS Y PRESAS DE RESIDUOS.

8. EL ABASTECIMIENTO ELÉCTRICO. Central o conexión.

9. EL ABASTECIMIENTO DE AGUA. Pozos o presas.

10. LOS POBLADOS Y RESIDENCIAS DE TÉCNICOS Y OBREROS. *


ALTERNATIVAS POSIBLES

Dentro de los posibles esquemas mineros existen tres clases de implantaciones, de acuerdo con

la utilización conjunta o no de las instalaciones por una operación o por varias:

1.- Monomina - Es la explotación independiente, aislada o separada de otras explotacio-

nes, por lo que deberá tener toda su propia infraestructura de servicios.

Era el clásico y antiguo concepto en el que se repetían, en cada mina, las

instalaciones sin aprovecharse el efecto de vecindad o proximidad.

2.- Polo o cuenca - Es un esquema más avanzado en que una implantación común da

servicios, trabajos, control y suministro a varias explotaciones de una

cuenca minera. Un mismo y único concentrador o planta de tratamiento

puede recibir minerales de todas las minas situadas en un radio de ac-

ción. Es el caso de Boliden en Suecia, en que las plantas y servicios

comunes alcanzan a las explotaciones hasta una distancia o radio de unos

50 Kms.

3.- Combinado - Son las grandes instalaciones mineras que contienen no sólo la explota-

ción y el mismo tratamiento del mineral, sino la utilización posterior del

mineral en las industrias transformadoras como Centrales térmicas,

Refinerías, Siderúrgicas, Fundiciones, Electrólisis, etc. Son los casos más

grandes y modernos de Kuwait, Cartagena, Maracaibo, Rusia, Endesa, Río

Tinto, Carajas (Brasil), El Teniente (Chile), etc.

REFERENCIA DE CASOS: Ver las figuras adjuntas.

RÍO TINTO

FABERO

BERGA

FILA MAESTRA

PROYECTO SALAMANCA

NEVES CORVO

Planta de

Oro y plataOro y plata

Almacén de

Mineral fino

Planta de

Cal Espesador de

Gossan

Subestacion

Electrica

Tanques

Agua

Molienda y flotacion de cobre

Oficinas

Trituradora de

Gossan

Trituradora

de Cobre

Trituradora

Secundaria

y

Terciaria

Stock de

Gossan

Stock de

Cobre

Espesadores de

Cobre y pirita

Taller Planta

Almacén general

Laboratorio

Almacén mina

Taller Mina

Pista Real de la Mina

Módulo 1 Módulo 2 Módulo 3

Módulo 4

Estacion de Servicip

Vertederos

Explotación de la Mina

Vestuario y

Botiquin

Pista .....................


IMPLANTACION DE MINA DE COBRE, ORO Y PLATA EN RIOTINTO

Es el caso de una explotación combinada de metales no ferreos y de preciosos, así como de

minerales complejos polimetálicos con una capacidad de unos 25.000.000 t por año, con todo el

conjunto de infraestructura necesaria de viviendas, talleres, almacenes, plantas de tratamiento

por flotación e hidrometalugia, carreteras y accesos, presas de agua y de residuos, subestaciones

eléctricas, oficinas, escuelas, etc, que desde hace 3.000 años explota una cuenca compuesta de

diferentes yacimientos más o menos integrados según el momento y la empresa explotadora.


IMPLANTACION DEL PROYECTO DE LA MINA SALDES EN BERGA

Caso planteado por la Generalitat de Cataluña para la explotación de una concesión recientemen-

te investigada en la cuenca de lignitos de Berga, pero bastante separada de la actual y antigua

zona de minas y por tanto requiriendo unas mínimas instalaciones. Contiene las necesarias para

mantener la autonomía de la explotación tales como oficinas y vestuarios, botiquín, almacenes,

accesos por planos inclinados, lavadero completo y estación de carga y control para el envio del

mineral hasta la central térmica situada a 30 km de distancia.


IMPLANTACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE LAS AREAS DE CIELO ABIERTO EINTERIORY DE LAS PLANTAS DE LAVADO Y ACCESOS EN LA CUENCA DE FABERO.

Caso planteado por la Junta de Castilla y León para la planificación de un posible Coto minero en

la cuenca leonesa de Fabero, en el que se integrarían en un solo polo las siete pequeñas

compañias y poder utilizar en forma común y racional tanto las concesiones como las nuevas

instalaciones, repartiendose la zona en áreas de exploaciones integradas de cielo abierto y áreas

de minería de interior, con servicios comunes de trasporte, ventilación, lavaderos, accesos y presa

de residuos y un solo producto final para ser enviado a la Central Térmica de Compostilla bien por

FFCC o por un mineroducto.


IMPLANTACION DEL `PROYECTO DE MINA DE CARBON EN FILA MAESTRA EN VENEZUELA

Caso de una implantación primaria en un proyecto de mina de carbón a cielo abierto en el Norte

oriental de Venezuela para producir unas 250.000 t anuales con un ratio de 10 m /t en la3

explotación por terrazas de una larga cadena montañosa con capas de carbón en contraladera.

Las instalaciones se ubican en la parte baja y central de la corrida y recibirá los carbones para

su trituración y homogeneización antes de ser llevados a Puerto de la Cruz desde los diferentes

módulos de la mina, siendo parte esencial de la infraestructura el control de la calidad de los

diferentes carbones de lasmúltiples capas o paquetes para su mezcla y limitación del contenido

de Azufre. Además de las oficinas, laboratorios y las plantas de trituración cabe destacar la

ubicación de las presas de agua y de residuos.


INFRAESTRUCTURA DE INTERIOR EN NEVES CORVO

INFRAESTRUCTURA EXTERIOR EN NEVES CORVO

Caso de la mina subterránea más reciente y rentable de la Comunidad Económica Europea enla zona de la faja pirítica portuguesa para la explotación de un rico yacimiento de polimetálicoscon un capacidad anual superior a los 1.500.000 t para producir concentrados de cobre y estañopara su posterior envio a las fundiciones europeas. Cuenta con todas las instalaciones necesariasde una mina moderna, incluso un ferrocarril para llevar los concentrados al puerto de Setubal, endonde cuentan con embarcadero propio de contenedores. Además de la infraestructura de interiory de las necesidades de exterior, presas, accesos, residencias, etc. cuenta con viviendas paratécnicos y obreros en el pueblo próximo de Castro Verde.


CAPITULO XIV. CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

La determinación del método y el sistema minero, es una parte integrante del proceso de la

tecnología para lograr una correcta elección de los equipos. Así, los criterios básicos que definen

el método y el sistema de explotación y que a su vez condicionan la selección de la maquinaria

o equipo son:

CARACTERÍSTICAS CONDICIONES DEL ENTORNO PARÁMETROS DE LA DEL YACIMIENTO EXPLOTACIÓN

MÉTODO MINERO

SISTEMA DE EXPLOTACIÓN

SELECCIÓN DEL EQUIPO O DEL PROCESO

En la publicación de "Factores Geomecánicos que influyen en la selección de equipos de

Arranque en Minas y Obras Públicas", editada por el IGME en 1987, se definían estos criterios

como:

Condiciones del Entorno Parámetros de la explotación

Altitud Límites de propiedad

Temperatura Dimensiones de la excavación

Precipitaciones Alturas de banco y anchura de

Vientos pistas, caminos y bermas

Tipo de terreno Organización del trabajo

Accesibilidad Ritmo de producción

Infraestructura Selectividad minera

Disponibilidad mano de obra Vida del proyecto

Talleres/almacenes o bases Disponibilidad de capital

de distribuidores de maquinaria Programa de Restauración de

Proximidad a áreas habitadas terrenos afectados por la mina

Pero las características del yacimiento y su relación con la superficie son los condicionantes que

imponen el método minero que definimos como el conjunto de sistemas, procesos y

máquinas que, en una forma ordenada, repetitiva y rutinaria, extraen el mineral del

yacimiento. En principio tan solo existen, actualmente, tres métodos en su sentido más amplio,

que son:


La minería a cielo abierto (MCA)

La minería subterránea y

La minería por sondeos

1. CONCEPTOS BÁSICOS. CONSIDERACIONES GENERALES

El método de la minería a cielo abierto (MCA), también llamada minería superficial, viene definido

como el conjunto de las operaciones mineras, que son precisas para llevar a cabo la extracción

de las rocas y minerales desde la superficie, creando los necesarios huecos y excavaciones en

el terreno.

El método de minería subterránea o de interior viene definido por el acceso a través de pozos o

galerías u otro tipo de labores o excavaciones en el interior, que den lugar a la extracción de la

masa, capa o filones sin necesidad de mover el recubrimiento a techo o muro de la formación.

El método de explotación por sondeos lleva a cabo la extracción de la sustancia mineral por la

ejecución de una serie de barrenos a techo de la formación para provocar, mediante una

depresión o por bombeo, la salida del fluido bien por la propia presión de este o por la

gasificación, liquefacción y/o activación del mineral.

En función de las características del yacimiento, la explotación de un depósito mineral incluye el

descubrimiento, movimiento y transferencia del estéril y la extracción, propiamente dicha, del

mineral, todo ello mediante la ejecución de los pozos, sondeos, galerías, taludes, bancos, túneles,

rampas, caminos de acceso, deposición de los residuos no vendibles y modernamente la

restauración de los terrenos afectados por cualquiera de las fases de la operación minera.

También deben incluirse otros aspectos de la operación, cada día más importantes, como pueden

ser las labores de infraestructura y preparación del depósito, los trabajos para asegurar la estabi-

lidad de los huecos, sondeos y vertederos, la conservación y el aprovechamiento de los recursos

naturales y de las estructuras próximas, la planificación y diseño de los trabajos y el mantenimien-

to y conservación de la maquinaria e instalaciones necesarias para efectuar todas las operaciones

mineras.


Todas estas fases operativas están interrelacionadas y deben ser llevadas a cabo en una

secuencia iterativa definida de tal modo que aseguran en todo momento la disponibilidad de

unos frentes o tajos para extraer el mineral en la cantidad y la calidad, con alta productividad,

seguridad e higiene y con menor costo operativo para lograr la óptima explotación de los recursos

minerales del yacimiento. Esta secuencia iterativa e interrelacionada en tiempo y espacio

que desarrolla las operaciones dentro de los límites del yacimiento o cuenca minera es

definida como sistema minero.

Tecnología minera es el conjunto de los métodos, las técnicas, los procedimientos y la cultura

empresarial que permiten la utilización de aquellos medios, máquinas y procesos disponibles en

un momento y lugar determinados para lograr la mejor y más económica extracción de las

sustancias minerales que deben abastecer a la sociedad.

Las principales operaciones técnicas son aquellas que logran un cambio cualitativo del material

trabajado, tales como una modificación del estado de agregación que de forma natural tienen en

la superficie terrestre o bien su cambio de localización. Básica y sintéticamente el objetivo de la

minería es el arranque del mineral del lugar en que se encuentra por su formación geológica y el

transporte del producto final transformado y convertido en sustancia vendible hasta el lugar de

su utilización.

El resto de las operaciones, auxiliares que no secundarias e incluso, en ocasiones, son tan

importantes como las básicas, tienen por misión hacer posibles el trabajo de las unidades

operativas de arranque y transporte. Por tanto la exploración, el muestreo y los análisis químicos,

la perforación, la ventilación, sostenimiento, trituración y la molienda, el mantenimiento y el control

son otras partes del sistema minero, cuyo objetivo esencial es contribuir eficientemente a

satisfacer una verdadera necesidad social de abastecimiento de minerales en unos mercados

determinados que compensan todo el proceso minero a cambio de una remuneración o precio

adecuado para una demanda continuada en el tiempo.

La MCA, que representa más de la mitad de la producción minera mundial, es practicada

modernamente de una forma mecanizada, tanto en sus operaciones básicas como en las

auxiliares. La explotación por sondeos por su economicidad y continuidad viene a representar, sin

contar la extracción del agua subterránea, del orden de un 25% del tonelaje extraído y la minería


por métodos subterráneos representa, hoy en día, tan solo un 10-15% para aquellas sustancias

tan valiosas que sean capaces de pagar una tecnología tan difícil, peligrosa y cara.

Cualquiera que sea el método empleado o elegido, debe de ser realizado a través de unos sis-

temas mecanizados más o menos automatizados e integrados, por lo que el verdadero arte de la

tecnología minera está, actualmente, en la adecuada elección, planificación, diseño y operación

de la maquinaria disponible dentro de la amplia oferta existente en el mercado.

Los medios de mecanización de las unidades de producción deben primeramente corresponder

a las propias características geomecánicas de aquellos materiales a manejar y también a la

fiabilidad global del sistema integrado y a la obtención de una larga duración o vida en unas

condiciones generalmente difíciles e incluso extremadamente duras. Los gigantescos volúmenes

de mineral y estéril que modernamente se mueven o extraen a cielo abierto, hacen necesaria la

correcta selección de la maquinaria cuyas capacidades, dimensiones y potencia deben constituir

un sistema armónico y equilibrado para obtener una eficiente, continuada y económica extracción

del mineral.

2. CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS MINEROS EXPLOTABLES

Como se avanzaba en la introducción, los minerales extraídos de la corteza terrestre, son

utilizados por aquellas industrias que permiten una subdivisión en:

Minerales energéticos

Minerales metálicos

Minerales industriales

Rocas para la construcción.

En casi todos ellos prácticamente, la utilización de los métodos de minería a cielo abierto es

superior al 50%, llegando, cuando son abundantes y baratos, a constituir prácticamente el 100%,

como ocurre con el grupo de los materiales para la construcción. En los EE.UU. un 85% de los

minerales (sin incluir el petróleo y el gas natural) son extraídos a cielo abierto, y tan solo un 15

% por minería subterránea.

Siguiendo la clasificación soviética expuesta por el Profesor Rhzevsky en sus libros de Minería a

cielo abierto, pueden establecerse los siguientes tipos de yacimientos mineros:


ISOMÉTRICO, MONTAÑOSO Y MASIVO

SEDIMENTARIOS PARALELOS A FAVOR Y EN CONTRA LADERA

Desde un punto de vista morfológico los yacimientos mineros pueden ser clasificados por sus

características geométricas en:

Isométricos - Depósitos masivos con unas dimensiones más o menos similares en todas las

direcciones, con unos elevados potenciales de recursos. Son los casos de las canteras de rocas,

graveras de áridos, grandes minas de hierro, depósitos de bauxita, etc.

Horizontes o capas - Depósitos que son preferentemente extendidos en dos de las dimensiones

y en general con unas relativamente limitadas reservas. Son los casos de los yacimientos de

carbón, fosfatos, sales, Bauxita, Petróleo, etc., generalmente unas estructuras de una

sedimentación tranquila y regular.


COLUMNAR Y PROFUNDO

ESCAMAS TECTÓNICAS

VARIOS

Pipas, filones o estructuras columnares que

se extienden en una sola dirección preferente,

generalmente la vertical, y con un limitado volu-

men de recursos. Son los casos de los filones de

metales preciosos, de rocas industriales y de

algunos minerales metálicos muy ricos, con una

mayor o menor potencia. Generalmente son unas

formaciones con una génesis de tipo hidrotermal

y con una tectónica muy accidentada.

Complejos, cuando el depósito tiene dis-

locaciones geológicas que lo doblan con sincli-

norios y anticlinorios sucesivos.

Estructuras intermedias de las

anteriores, como lentes, escamas,

filones, doblados, fallados o tectó-

nicamente complicados. Existe una

variada re presentación de

combustibles, metales o minerales

industriales en estructuras cada

vez más difíciles y complejas con

unas génesis mixtas de hidroterma-

lismo, tectónica y metamorfismo.


SUPERFICIAL

YACIMIENTO EN LADERAYACIMIENTO BAJO EL AGUA

Con relación a la superficie o al relieve topográfico de un depósito, los yacimientos pueden

clasificarse o subdividirse en:

1) Llanos

2) Inclinados en colina

3) Montañosos

4) Bajo el agua (aluvial y submarina)

La relación entre la superficie topográfica y la morfología del depósito determina el método minero

y las posibilidades de una mayor o menor mecanización. La posición relativa entre el depósito mi-

neral y la superficie en cuanto a su profundidad permite clasificar los depósitos en:

Yacimientos superficiales, que afloran o que están a una profundidad pequeña (hasta 30/50

m). Puede definir la llamada minería superficial o "surface mining".

Yacimientos profundos, que aflorando o no, se extienden, para la mayor parte de sus reservas,

a unas profundidades superiores a los 50 m y que pueden llegar hasta los 800 m. Es la

denominada minería a cielo abierto u "open pit mining" o requiere el uso de la minería sub-

terránea. Para más de 3 000 m de profundidad hay que pensar en minería por sondeos


FORMAS DE LOS YACIMIENTOS O DEPÓSITOS CON RELACION AL BUZAMIENTO

También puede clasificarse los yacimientos por su situación sobre el nivel principal de la

topografía como:

Yacimientos de montaña, que están localizados por encima del nivel del principal acceso

topográfico.

Yacimientos subterráneos, aquellos localizados mayoritariamente por debajo del nivel principal de

acceso del transporte, lo cual es definitorio del tamaño y de la facilidad tecnológica de los medios

del transporte principales de extracción del mineral y de la situación de los vertederos.

Otra posible clasificación de los yacimientos mineros es por el ángulo de buzamiento de la masa

o del filón como:

Suaves, cuando buzasen menos de unos 10º aproximadamente.

Inclinados cuando buzasen entre 10º y 30º

Fuertemente inclinados cuando se inclinen entre 30º y 60º

Verticales con un buzamiento entre 60º y 90º


En cuanto a las dimensiones del depósito que más adelante se relaciona con el ritmo de explo-

tación podemos clasificar a los yacimientos en:

SUPERFICIE PROFUNDIDAD VOLUMEN TOTAL TAMAÑO VIDA EXPLOTABLE en En m EN 10 m En años

km2

6 3

0.4 20-40 10 Pequeño 10

0.4 - 2 40-100 40-100 Mediano 10-25

2.5 - 6 100-200 100-500 Normal 25-30

4 - 20 100-250 500-2000 Grande 30-60

10 -40 200-800 2000-10000 Gigante 60-100

TABLA DE CLASIFICACIÓN DE LOS YACIMIENTOS POR SUS DIMENSIONES

Otro criterio de clasificación, cada día más importante desde el punto de vista de los posteriores

procesos de concentración mineralúrgicos, es el siguiente:

Depósitos simples, caracterizados por la homogeneidad de la estructura y la uniformidad y

seguridad de las leyes del mineral o de la roca.

Depósitos complejos, que contienen o pueden contener unas diferentes sustancias

recuperables, con gran heterogeneidad de materiales rocosos, y con unas fuertes variaciones en

las leyes de los minerales.

Depósitos diseminados, que pueden tener una complicada estructura y una distribución más

o menos aleatoria del contenido recuperable y obliga a una fuerte minería selectiva así como a

una muy difícil concentración mineralúrgica. Tipo "Stockworks"

Desde otro punto de vista, de alta importancia para la elección del sistema operativo continuo o

discontinuo se pueden clasificar los yacimientos por el tipo o dificultad minera de las rocas

predominantes en:

- Yacimientos con mineral y estéril de carácter ígneo o metamórfico, ambos compactos y

duros. Es necesaria una minería convencional de perforación y voladura como sistema de

arranque de los materiales.

- Depósitos con recubrimiento blando o sedimentario y la roca o mineral compacta y dura.

Es posible una minería continua en el estéril y discontinua en el mineral.

- Yacimientos con rocas de estéril y de mineral blandas en una parte y duras en otras.

Necesidad de una minería mixta con diferentes sistemas de arranque para cada parte.

- Yacimientos con estéril y mineral blandos. Posibilidad de una minería continua y un

arranque directo para ambas clases de materiales.


CAPITULO XV. CAMPO DE APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE CIELO ABIERTO

Por las lógicas y naturales diferencias que imponen sus características estructurales y sus

aplicaciones podremos establecer las varias clases de materiales que darán lugar a una primera

selección de los submétodos clásicos de la minería a cielo abierto (MCA), así como su más

frecuente denominación internacional:

- Rocas para la construcción y ornamentación : CANTERAS (Quarry).

- Rocas con contenidos en metales o depósitos masivos de minerales metálicos.(Fe, Cu,.

Pb, Zn, Piritas, Ni) - CORTAS (Open Pit).

- Yacimientos sedimentarios superficiales(Carbones, lignitos, bauxitas, fosfatos, etc.)-

Desmonte por transferencia o por DESCUBIERTAS. (Strip-Mining)

- Placeres sedimentarios hidráulicos (Au, Sn, W, Diamantes,) MINERÍA HIDRÁULICA.

Dragado con agua y/o seco. (Dredging).

- Rocas solubles(U,Au,Sal,Cu,S,) Disolución y precipitación. LIXIVIACIÓN. (Leaching).

En el primer tipo, las canteras que es probablemente el que representa el mayor volumen en

conjunto de la minería mundial, si bien las unidades de explotación son pequeñas, están incluidas

aquellas explotaciones de las masas rocosas, en las que, prácticamente, no existe un

recubrimiento de estéril ni tampoco una posterior concentración del material. Estas son, por

ejemplo, las explotaciones de calizas para las fábricas de cemento, para los abastecimientos de

las plantas metalúrgicas o para las obras públicas, como por ejemplo; las explotaciones de áridos,

yesos, granitos, mármoles, piedra para construcción y hormigonados, etc. El objetivo básico en

esta pequeña minería es conseguir, fundamentalmente una granulometría vendible y su mayor

condicionamiento económico es la distancia al mercado. No existen graves problemas de reservas

ni de leyes, pero su dispersión y la competencia son muy grandes y su tecnología también

pequeña.

En el segundo tipo, las Cortas, están incluidas aquellas explotaciones profundas de minerales

de hierro, cobre, pirita, plomo y zinc, mercurio, oro, níquel, etc., de una formación genética

vertical, y en las que normalmente se precisa una cierta selección previa del mineral en su ex-

tracción que origina un movimiento y arranque de grandes tonelajes de material estéril y que

requiere el empleo de unos adecuados sistemas de concentración posterior de la mena, así como,

más recientemente, en la minería de las capas de carbón con fuertes pendientes. Se caracterizan


por un fuerte ritmo de explotación, una siempre difícil selectividad y unos graves condicionamien-

tos por la concentración posterior. Esta minería abarca desde aquellas explotaciones con una baja

producción de unos cientos de toneladas por día, hasta aquellas otras en las que se arrancan

más de 100 millones de toneladas por año como las famosas Binhgam Canyon en Utah,

Chuquicamata y Escondida en Chile y Krivoi en U.R.S.S.

En el tercer grupo, las Descubiertas, están incluidas aquellas explotaciones de yacimientos

sedimentarios, en general, más bien horizontales, en las que la potencia y calidad del mineral

exige, tan sólo, la existencia de dos bancos de explotación, uno en estéril, que es removido por

una sola máquina y el otro con la altura de la capa de mineral a arrancar, que es minada por otras

máquinas más pequeñas y convencionales. La característica básica de este método está en el

buen aprovechamiento del hueco producido en la misma extracción como vertedero de la fase

siguiente. Su empleo en las rocas blandas ha permitido un gigantismo y automatización muy

notables, junto a una reconstitución del terreno tras la minería, verdaderamente admirable.

Algunos ejemplos de este submétodo son: las grandes explotaciones de carbones en Estados

Unidos, de los lignitos en Alemania y Grecia, de los fosfatos en Florida y Marruecos, de la bauxita

en el Caribe, etc. Constituye, este tercer tipo, uno de los mejores ejemplos de aplicación del

automatismo y de la continuidad en la minería y es, precisamente, en donde pueden encontrar

aplicación las mayores máquinas de arranque y transporte que hoy existen en el mercado mundial

de maquinaria minera.

Los placeres, que se explotan, en general, por Minería hidráulica, de minerales pesados y

preciosos concentrados, que fueron generados hidráulicamente por la naturaleza, constituye un

método simple y barato de extracción y concentración en una sola unidad, que es, generalmente,

un barco-draga con una cabeza giratoria de cangilones que procesa el material económico en una

planta de concentración situada sobre el propio barco. El residuo de la concentración es devuelto

al lago como relleno, de forma que el agua se desplaza con la explotación. En aquellos casos de

no disponer de agua se puede emplear el método clásico de Dragalinas o de una maquinaria más

convencional. El mayor interés de este método de minería está en su aplicación experimental a

la explotación de los profundos fondos marinos en la plataforma continental o en los fondos

abisales.


La minería por disolución o lixiviación consiste en la aplicación de unos procesos químicos de

disolución de ciertas substancias para una posterior precipitación físico-química y ha dado lugar

en todos los tiempos a explotaciones mineras a cielo abierto como han sido las salinas al borde

del mar o más modernamente la explotación de salmueras por disolución bien a cielo abierto o por

el método de sondeos desde la superficie. El clásico método de lixivación del cobre en la minería

onubense -ya empleado por los árabes- ha sufrido un crecimiento tecnológico que ha permitido

y permitirá la extracción de los minerales marginales muy rentable. Pero el mejor ejemplo de la

minería química o por disolución lo encontramos en las modernas explotaciones de Uranio por

riego con aguas ácidas que supone un gran porcentaje de la producción mundial; así como las

explotaciones en eras o depósitos de unos minerales con bajo contenido en cobre, oro y plata a

base de regar con unas soluciones ácidas o cianuradas.

Finalmente los llamados métodos mixtos que son aquellos que combinan alguno de los

submétodos anteriores entre sí o con la minería subterránea o con sondeos, aprovechando las

ventajas de cada uno de los métodos en el mismo espacio y tiempo.

En cuanto al ritmo de explotación y de acuerdo con la clasificación del "Mining Magazine" podemos

establecer el tamaño, como fijábamos en el tema 5, en función del movimiento de tonelaje anual

de estéril más mineral en la siguiente tabla:

Tamaño Capacidad anual en T. de estéril más mineral

Pequeño ----------- menor de 1.000.000

Mediano ----------- entre 1 y 5 millones

Normal ----------- entre 5 y 25 millones

Grande ----------- entre 25 y 100 millones

Gigante ----------- mayor de 100.000.000 millones

Dentro de los métodos más habituales que denominamos convencionales destacamos las

principales características, que son complementadas individualmente en los siguientes temas.


La Cantera:

Es una explotación superficial (menos de 50 m), con un solo banco o con pocos en una pequeña

área, sin necesidad de tener que descubrir el material explotable por aflorar y por tanto con muy

bajo o nulo ratio de estéril/mineral. El ritmo de producción es, en general, pequeño y marcado por

las necesidades de unos mercados muy próximos. Normalmente las características físicas y

granulométricas, más que las químicas del producto vendible marcan el precio de venta, que es

muy bajo, salvo en el caso de las rocas ornamentales. Se subdividen en canteras de rocas para

la construcción y canteras de rocas ornamentales.

Es probablemente el método minero más abundante, pero al mismo tiempo con unas producciones

unitarias más pequeñas sin unos grandes problemas de vertederos, pero muy importantes de

restauración. Como cuanto mayor es la cantera, más sencillo es resolver los problemas de res-

tauración ambiental y una mayor saturación de los equipos mineros de proceso, y esta es la razón

por la que existe una lógica corriente mundial hacia la disminución del número de explotaciones

con un mayor tamaño de las mismas, llegando a constituir las modernas supercanteras o

superquarries.

Las Cortas: *

Son unas explotaciones tridimensionales con unas profundidades importantes (mayores de 100

m) lo que obliga a un gran número de bancos descendentes y en el que aparecen unos graves

problemas como aquellos de ratio variable, estabilidad de taludes, selectividad del mineral, y que

para resolverlos se requiere la utilización de mayores tecnologías mineras de planificación, diseño,

operación y control. Se utiliza, básicamente, para la producción de minerales metálicos, aunque

se hayan adaptado también para explotar algunos combustibles y ciertas rocas industriales.

El tamaño y el ritmo anual de la explotación viene condicionado por las capacidades de las plantas

de concentración que, generalmente, están ubicadas a pie de mina para lograr un producto

vendible de un mayor valor añadido y para lograr la recuperación de los minerales de más baja

ley.

La forma de los yacimientos explotados por el método de corta obliga a situar el vertedero

exteriormente, creando con ello grandes problemas de medio ambiente, en general, menos


trascendentes o suavizados por la existencia o génesis de los metales en zonas geográficas poco

o nada fértiles, o por una reocupación a largo plazo de los huecos minados con aguas o estériles.

Las Descubiertas:

Son unas explotaciones de una profundidad limitada (hasta 100 m) de algunos yacimientos

sedimentarios bastante horizontales de minerales blandos (carbones, lignitos, fosfatos, sales,

bauxitas, arenas, arcillas, etc) en forma de capas, con pocos bancos, con una fácil y clara

separación entre el mineral y el estéril y con unos ratios poco variables. La posibilidad de utilizar

el propio hueco, por haberse llegado al muro del yacimiento, para depositar el estéril extraído ha

permitido llamarle método de Transferencia y así recuperar las condiciones medio-ambientales.

Aparecen en este método importantes problemas de manejo de unos grandes volúmenes y

tonelajes y de estabilidad de suelos y rocas por la menor calidad geomecánica de los materiales

y la presencia de acuíferos. La fuerte producción viene, en general, determinada por la próxima

existencia de las plantas de transformación in-situ (térmicas, fabricas de fertilizantes, plantas de

aluminio). Por la posibilidad de efectuar una fácil minería se emplean unas tecnologías muy

avanzadas con maquinaria muy específica que llegan a producir una definición incorrecta del

método, y así se habla de método alemán para llamar al clásico sistema continuo de rotopalas más

cintas o de método americano al también popular sistema discontinuo de Dragalinas o de

excavadoras de desmonte, cuando, en principio, son el mismo método, pero distintos sistemas.

Dentro del conjunto de los métodos menos convencionales, habituales y empleados, estarán:

Las Terrazas: *

Son las explotaciones de yacimientos en las laderas de montaña lo que permite un escalonamiento

descendente hasta el valle, con una reducción de los problemas de techo y de la salida del

mineral a un nivel inferior, pero más complicados problemas de vertederos y de recuperación

medio ambiental. Es un método bastante popular en aquellos países vírgenes en donde es

todavía posible y fácil encontrar unos yacimientos aflorantes de minerales metálicos e industriales.

Raramente es empleado en carbones salvo en los países de una fuerte tectónica, que permite los

afloramientos de los horizontes o capas, como es el caso del Norte Español. Podría pensarse que

es un caso particular del método de corta a media ladera.


Contorno:

Es un método que combina felizmente la explotación por descubierta con transferencia del estéril,

con una situación a media ladera propia del método de terrazas, aunque con pocos bancos. Se

emplea, fundamentalmente, en la extracción de capas de carbones, fosfatos y horizontes

sedimentarios que afloran en zonas de colinas sinuosas. Se separan, bruscamente, en función

de ciertos parámetros económicos, la mina a cielo abierto de la explotación subterránea, por lo

que es un esquema al que se pueden aplicar las minerías mixtas. Un caso muy popular en USA

son aquellas explotaciones longitudinales que siguen la línea de afloramientos hasta alcanzar el

máximo ratio económico de la MCA, transfiriendo los estériles al hueco anteriormente minado, lo

que permite una buena recuperación del terreno afectado. A continuación de la extracción y antes

del relleno del hueco se procede a extraer por Auger o minería de interior algún porcentaje del

carbón remanente.

Hidráulico:

Se denomina método hidráulico a aquel que emplea el agua como una herramienta disgregadora

del material o aquel que se realiza desde la superficie de un lago, río, océano o mar. En alguna

ocasión el lago puede ser artificialmente creado por los operadores mineros para situar sobre él

la maquinaria flotante de dragado. El método va desde la operación manual de batea hasta el

empleo de la gran maquinaria de dragado, de los monitores de agua a gran presión y del

transporte por tubería de hidromezcla. Es uno de los métodos más antiguos de explotación minera,

que ha sufrido grandes avances con el moderno desarrollo de máquinas de gran capacidad de

arranque, carga y transporte, así como de una mayor profundidad de lámina de agua, lo que

permitirá la próxima explotación de los fondos marinos. Se emplea, fundamentalmente, en la

extracción de áridos y gravas de ríos y en la minería de los minerales pesados como el oro, la

plata, los diamantes, el estaño y wolfran.

Lixivación:

Método llamado también minería química o minería por disolución, ha permitido tradicionalmente

la extracción de unas sustancias solubles ante el ataque del agua o de un reactivo solvente y más

económico que el producto a obtener, lo que permite la obtención del mineral, sin tener que

extraer la ganga que le acompaña. Según el grado de preparación del mineral y el lugar de ataque

se divide en:


Lixiviación in situ

" en vertedero

" en eras

" en depósitos

" dinámica

Se emplea, básicamente, en la extracción de Oro y Plata por cianuración, de uranio y cobre por

ataque ácido y de otras sales evaporíticas por disolución con aguas o salmueras más o menos

preparadas. El empleo de avanzadas tecnologías químicas ha permitido un gran desarrollo de

este método en las modernas minas, del cual se ha procedido a editar un manual por el ITGE

(1991).

Métodos especiales o mixtos

Se denominan mixtos a aquellos métodos que combinan varios de los métodos mineros a cielo

abierto o que combinan alguno de ellos con la minería subterránea o por sondeos, aprovechando

las necesarias infraestructuras y plantas auxiliares para ambos métodos e incluso reduciendo los

inconvenientes de alguno de ellos y aumentando las ventajas del otro.

Entre los métodos especiales cabe destacar la extracción con Auger o helicoide que tanto éxito

ha supuesto un complemento de la minería de contorno en la explotación de capas horizontales

de carbones y de sales y que es una claro método de minería subterránea realizada desde el

exterior. De la misma manera la minería marina en las grandes profundidades puede considerarse

como especial, pues aunque se hace desde la superficie del mar la situación del yacimiento es

profunda, pero no subterránea.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS MINEROS A CIELO ABIERTO

En resumen los métodos a cielo abierto se pueden clasificar y distinguir en función de distintos

parámetros según el cuadro adjunto


C A R A C T E R Í S T I C A S G E O M E T R Í A SUSTANCIAS T A M A Ñ O DENOMINACIÓN INVERSIÓN TECNOLOGÍA C O S T E

CANTERAS Superficial Rocas Pequeño Casi nulo Baja Poca Bajo

CORTAS Profunda Metales Grande Creciente Grande Alta Alto

DESCUBIERTAS Poco Profunda Sedimentarias Gigante Grande Grande Media Bajo

CONTORNO Longitudinal Sedimentarias Pequeño Mediano Mediana Media Medio

HIDRÁULICA Bajo Agua Pesados Mediano Grande Variable Alta Medio

LIXIVIACIÓN Variable Solubles Mediano Pequeño Pequeña Alta Bajo

ESPECIAL Adaptable Variables Mediano Combinado Grande Media Variable


CAPITULO XVI. CANTERAS DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y OBRAS PUBLICAS

1. CONCEPTO DE LA EXPLOTACIÓN DE CANTERA. DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS

El término “cantera” engloba a un conjunto de explotaciones mineras superficiales que

tradicionalmente se caracterizan por su pequeño tamaño, escasa tecnificación, bajas

producciones, anarquía en sus en sus formas y planteamientos, situadas siempre muy cerca de

los centros de consumo y destinadas a suministrar materiales de origen mineral que están

considerados como abundantes y de escaso valor económico. Son explotaciones generalmente

ubicadas sobre yacimientos en los que se considera que hay pocos problemas de agotamiento de

reservas o de selección del material, simplemente por haber recursos a escala global o local y

tener, de por sí, una calidad natural adecuada para las exigencias del mercado.

De hecho, son explotaciones que pueden satisfacer las necesidades locales de materiales de

construcción, como lo prueba que la realización de cualquier proyecto nuevo, como puede ser la

construcción de una nueva carretera, vía de ferrocarril, puerto, etc., supone la localización y

apertura de una nueva cantera con el fin de suministrar el material necesario para la obra.

Las canteras o explotaciones superficiales de rocas se clasifican según su destino en:

Cementos y Yesos Materiales de construcción Ladrillos y bloques

Rocas y arcillas. (Áridos) Cerámica y vidrio

CANTERA O Hormigones MINA DE Obras Públicas Asfaltos PIEDRA (Abastecimiento de Piedra) Relleno

Pizarras

Ornamentales Mármoles Granitos

Su propia abundancia, determina su bajo precio y éste limita, lógicamente, su bajo costo y la

distancia de transporte al centro de consumo. Suponen hasta un 50% de la producción minera

mundial, a pesar de que, su dispersión y minifundio no permita conocer con buena precisión las

producciones. Tan solo en España existen más de 3 000 canteras, si bien van parándose a una

media de 100 por año y cada vez es más difícil abrir una nueva. *


La importancia de este producto que es el mayor tonelaje de la minería mundial viene

representado en el siguiente cuadro de producciones por países.

PAÍS Arena y grava

Piedra tritura-

da

Produc-ción

total

Producción per cápita

CANADÁ 317 134 451 17.6 ESPAÑA 79 156 235 5.9 AUSTRIA 60 25 85 11.2 SUECIA 68 22 90 10.7 FINLANDIA 42 8 50 10.1 DINAMARCA 41 5 46 9.0 EE.UU. 923 1 247 2 170 8.8 SUIZA 44 11 55 8.2 FRANCIA 214 164 378 6.8 ALEMANIA 287 123 410 6.7 JAPÓN 800 6.6 GRAN BRETA-ÑA

130 161 291 5.2

ITALIA 167 118 285 5.0 BÉLGICA 20 18 38 3.9 HUNGRÍA 33 7 40 3.8

Estadística de la producción de áridos y piedras en 1997 en millones de toneladas.

Fuente: MINING ENGINEERING, June 1993 y FEDERACIÓN ESPAÑOLA DE ÁRIDOS.

Se necesitan aproximadamente unas 5 000 t de piedra triturada y calibrada para construir un

kilómetro de vía doble de FF.CC. y unas 12 000 t para un Km. de carretera normal y unas 18 000 t

en caso de autopista y más de un millón de t para una presa de agua de importancia mediana.

En general, se caracterizan por un pequeño volumen anual de extracción, salvo en el caso de las

canteras de calizas para la fabricación de cementos y de áridos para abastecer las grandes

aglomeraciones urbanas. Su valor medio de venta es, en general, inferior a los 10 Euros/t., con la

lógica excepción de aquellas rocas ornamentales (mármoles, pizarras, granitos, areniscas, etc)

cuyo valor estético supera con mucho al industrial. A mayor exigencia de calidad del producto el

precio compensa la mayor preparación necesaria en la planta.

Las características que pueden considerarse comunes a todas las explotaciones de cantera son

las siguientes:

• La demanda de productos de cantera tiene, en general, una clara trayectoria ascendente

función del crecimiento de la población y de la riqueza per cápita

• Las especificaciones de los productos son cada vez mayores y más difíciles de cumplir

naturalmente. Existe una fuerte implantación de criterios de calidad de los productos y garantía

del cumplimiento de sus características y propiedades


• Las exigencias técnicas de la explotación se ven fuertemente incrementadas por las

obligaciones ecológicas

• Los profesionales que trabajan en este sector deben realizar un considerable esfuerzo para

casar los intereses que pueden parecer en ocasiones contrapuestos, como son los

económicos con los de seguridad en los trabajos y los de conservación medioambiental

• El sector presenta una fuerte atomización y dispersión de explotaciones

• Está sometido a fuertes presiones por parte de los organismos ambientales de las

Administraciones Públicas, derivadas en muchos casos de la falta de actuaciones de los

explotadores en restauración de terrenos y por la ausencia de proyectos mineros y

planificaciones bien elaboradas y ejecutadas.

La tecnología ha sido más bien escasa y retrasada, siendo aun fácil encontrar en ellas todo el

historial de la maquinaria y de las formas de energía y trabajo que se han aplicado en la minería a

cielo abierto. Desde el pico y la pala, los martillos de mano, la pólvora, los carros de mulas y el

machaqueo manual, hasta los medios más modernos de acuerdo con la capacidad y voluntad del

cantero, pero que han ido progresando rápidamente a medida que tenían que abaratar los costos,

competir, aumentar su producción y controlar la calidad.

La tendencia actual es hacia la instalación de las plantas móviles de preparación y lavado que

siguen al banco y permiten el paso hacia el uso de unos sistemas continuos de manejo y

almacenamiento. El lavado y la clasificación diferenciando por tamaños permite un mejor

aprovechamiento del yacimiento. Es el caso de las arenas silíceas, que pueden servir desde el

simple uso en la mezcla de la construcción a su utilización en la fabricación del vidrio o para la

industria de fabricación de los "chips" electrónicos, con la consiguiente valoración en el precio de

venta y la natural exigencia de una calidad del producto final de la cantera.

Su clasificación y su valor económico viene condicionado por la granulometría, que en general se

denomina de acuerdo con la siguiente tabla:

Nombre Tamaño en mm

Escollera > 200

Cantos gruesos 100 - 200

Cantos medios 20 - 100

Grava 2 - 20

Arena 0,02 - 2

Limo 0,002 - 0,02

Arcilla < 0,002


PLANTA Y SECCION DE UNA CANTERA

La característica fundamental, salvo la belleza en el caso de las rocas ornamentales, consiste en

el tamaño o la granulometría, bien volumétrico, bien superficial.

Para los materiales finos y arcillosos el arranque puede ser directo al tener una resistencia a la

compresión, en general, inferior a los 100 Kg. / cm2 y cabe el empleo de unos sistemas continuos

de explotación parecidos a las descubiertas, con la posibilidad por tanto de efectuar una buena

restauración del terreno tras la extracción del árido o arcilla.

Suelen diferenciarse, a efectos estadísticos e incluso comerciales, los materiales duros ya

triturados y clasificados por la naturaleza, como las explotaciones de gravas y arenas de ríos

actuales o paleocauces, de aquellos áridos que son producidos por la acción mecánica de

trituradoras y clasificados por cribas, pero esencialmente se trata de un mismo producto aun

cuando tengan mercados diferenciados. Para los primeros se aplicarán unos sistemas de

arranque directo cada día más parecidos a los de la minería hidráulica como el empleo de dragas


flotantes o Dragalinas. Para los segundos, las técnicas de perforación y voladura, como arranque,

y de carga con palas sobre volquetes son comparables con las cortas, si bien se tiende al uso de

plantas de trituración móviles en el propio banco de explotación que seguirán la carga para

abaratar el costo operativo y permitir una homogeneización en montones exteriores o en tolvas de

clasificación.

El diseño de la explotación superficial de las canteras limitó tradicionalmente el número de bancos

a uno sólo, habiéndose llegado a verdaderos extremos en este concepto por superar las alturas

del mismo los límites razonables de seguridad y eficiencia. Por ello no es anormal encontrar cada

vez más un mayor número de canteras con unos bancos de menor altura para compensar con los

menores costos de operación, el lógico encarecimiento que en capital supone la apertura de un

nuevo banco. También se tiende a buscar en profundidad las reservas explotables para no ocupar

mayor superficie de terreno que es más caro y difícil de restaurar.

Se define como banco al volumen de material mineral o estéril que está entre dos niveles

horizontales de la explotación y que constituye la unidad geométrica y básica de la mina a cielo

abierto. En general el banco se define por el número ordinal de la explotación en orden

descendente o bien por la cota topográfica del nivel inferior de salida.

Asimismo, una lógica tendencia de racionalización y concentración de las explotaciones para

mejorar su tecnología, alcanzar el tamaño mínimo crítico necesario, aumentar la productividad y

realizar un menor impacto sobre el medio ambiente de las áreas de explotación, se puede

observar en los países más desarrollados del mundo occidental, lo que permitirá compensar, con

el factor de escala y la tecnología más avanzada, la incidencia de un mayor costo de transporte

hasta el consumidor. ("Superquarry". International Mining Mayo 1989. Rock Products).

2. CANTERAS DE ÁRIDOS

Las sustancias denominadas “áridos de construcción” pueden definirse como los materiales

minerales sólidos e inertes que, con las granulometrías adecuadas, se utilizan para la fabricación

de productos artificiales resistentes mediante su mezcla íntima con aglomerantes de activación

hidráulica (cales, cementos, etc.) o con ligantes bituminosos. Otra definición comúnmente

aceptada es la que considera los áridos como aquellos materiales granulares rocosos que se

emplean en los firmes de las carreteras con o sin adición de elementos activos (bases y subbases

granulares, bases estabilizadas, etc.), al balasto de las vías de ferrocarril y a la escollera como

elemento de protección frente a la erosión eólica. Realmente, la definición más correcta debe ser

una combinación de ambas.


La importancia económica del sector de los áridos puede resumirse en los siguientes puntos:

• Están íntimamente relacionados con el desarrollo socioeconómico de cada país y,

consecuentemente, con la calidad de vida alcanzada en la sociedad.

• Las explotaciones continúan teniendo un tamaño reducido, pero requieren inversiones

cada vez más fuertes

• El mercado pasa de tener un carácter local a ser regional e incluso internacional.

• Actualmente es un negocio de escaso riesgo.

Finalmente, los principales campos de aplicación de los áridos son los siguientes:

• Áridos para la preparación de hormigón

• Áridos para la fabricación de aglomerantes asfálticos

• Balastos, Sub-balastos y gravillas

• Escolleras para protección de obras portuarias, ríos y canales

• Rellenos y aplicaciones viarias (Zahorras para construcción de bases y subbases, etc.)

• Materias primas para la industria (cemento y yesos, arenas para filtros, cargas para

fabricación de pinturas, papel, micronizados, etc.)

3. TIPOS DE ÁRIDOS

Según su procedencia y proceso de obtención, se establece la siguiente clasificación:

I. Áridos naturales:

• Áridos granulares, obtenidos básicamente de graveras y donde el material

extraído se usa tras haber sufrido un lavado y una clasificación.

• Áridos de machaqueo, obtenidos a partir de la trituración, molienda y

clasificación de diferentes rocas de cantera o de las granulometrías de rechazo

de los áridos granulares

II. Áridos artificiales, constituidos por subproductos o residuos de procesos industriales,

como son las escorias siderúrgicas, las cenizas volantes de la combustión del carbón,

estériles mineros, etc.

III. Áridos reciclados, procedentes de materiales de demolición y derribo de edificaciones

(hormigones, cerámicos, etc.) y/o de estructuras de firmes antiguos, etc.

IV. Áridos ligeros, que son productos naturales o artificiales que se usan para la obtención

de piezas o elementos de obra de bajo peso y/o aislantes

V. Asimilados a áridos:

• Materiales de préstamo, utilizables sin modificación de sus características naturales o con

pequeñas modificaciones de adición de productos estabilizantes o tratamientos mecánicos

en la construcción de terraplenes y pedraplenes fundamentalmente

• Materiales de escollera, natural o artificial, constituido por bloques de formas y


características variables en función de las condiciones y especificaciones de la obra

4. TIPOLOGÍA DE LAS EXPLOTACIONES DE ÁRIDOS

Comúnmente, se denominan graveras a aquellas explotaciones de áridos naturales granulares,

reservándose el término cantera a aquellas explotaciones donde los materiales beneficiables se

extraen de un macizo rocoso, generalmente competente.

CANTERAS:

• Canteras en terrenos horizontales:

• Canteras en ladera

• “Superquarries” (Supercanteras)

• Canteras subterráneas

GRAVERAS:

• Graveras secas

• Graveras con explotación bajo lámina de agua

• Graveras con rebajamiento del nivel freático

5. CANTERAS EN TERRENOS HORIZONTALES

Las labores se inician en forma de trinchera o en rampa descendente, hasta alcanzar la

profundidad del primer nivel, ensanchándose a continuación el hueco creado. La ampliación del

hueco en superficie puede compaginarse con la profundización, compensándose las distancias de

acarreo.

Inconvenientes:

• Fundamentalmente la necesidad de efectuar el transporte de materiales contra pendiente.

• Mayores costes en el dimensionamiento adecuado de los sistemas de drenaje y bombeo para

mantener seca la explotación

Ventajas:

• Una vez excavado un hueco con las suficientes dimensiones, es posible instalar la planta de

tratamiento dentro del mismo, consiguiéndose un menor impacto y una menor ocupación de

terrenos.

• Permiten proyectar la pista general de transporte en una posición que no tenga que moverse

en mucho tiempo

• Permiten la instalación de un sistema de cintas transportadoras.


6. CANTERAS EN LADERA

Estas explotaciones son las más numerosas y se caracterizan por un gran número de bancos,

aunque hasta hace pocos años la tendencia era trabajar con pocos bancos muy altos. Según la

dirección en la que se realicen los trabajos de excavación, pueden distinguirse las siguientes

alternativas:

• Avance frontal y frente de trabajo de altura creciente:

Ø Es la alternativa más frecuente por la facilidad de apertura de las canteras y a la

mínima distancia de transporte inicial hasta la planta de tratamiento

Ø El frente de trabajo está siempre activo, salvo en alguna pequeña zona.

Ø El frente es progresivamente más alto, por lo que es inviable proceder a la

restauración de los taludes hasta que no finalice la explotación.

• Excavación descendente y abandono del talud final en bancos altos:

Ø Permite iniciar la restauración con antelación y desde los bancos superiores hasta

los de menor cota.

Ø Requieren una definición previa del talud final y, consecuentemente, un proyecto a

largo plazo

Ø Exigen constituir toda la infraestructura viaria para acceder a los niveles superiores

desde el principio y obliga a una mayor distancia de transporte en los primeros años

de la cantera

• Avance lateral y abandono del talud final:

Ø Se puede llevar a cabo cuando la cantera tiene un desarrollo transversal reducido,

profundizándose poco en la ladera, pero con una avance lateral amplio.

Ø Permite recuperar taludes finales una vez excavado el hueco inicial, así como

efectuar rellenos parciales

Ø Permite mantener de forma constante la distancia de transporte siempre que la

instalación se encuentre en el centro de la corrida de la cantera.

• Excavación troncocónica con pérdida de macizo de protección.

7. “SUPERCANTERAS”

Tienen su origen en la estrategia de algunas compañías de áridos en reducir los costes y evitar

los inconvenientes de la tramitación de apertura de nuevas explotaciones.

Su fundamento se asienta en los siguientes principios básicos:

• Localización de un yacimiento grande y con materiales de la adecuada calidad.

• Entorno natural de baja calidad para originar el menor impacto ambiental.

• Ritmos de producción de entre 5 y 20 M t/ año para aprovechar los efectos de las economías

de escala en los costes de operación.


• Proximidad a vías de comunicación terrestres o marítimas.

• Inversiones específicas de entre 5 y 8 Euros /t de capacidad año

• Mayor eficiencia y control de las operaciones, que se traducen en altos rendimientos.

• Utilización del método de “corta”, con arranque por perforación y voladura en bancos de entre

10 y 18 m para obtener una mayor eficiencia, trituración dentro de la misma corta con equipos

móviles y semimóviles y extracción por banda transportadora a través de túneles hasta la

planta.

Obliga al abandono de reservas y a la realización de labores subterráneas, pero permite un menor

impacto ambiental. Las profundidades proyectadas llegan a superar los 200 m, por lo que es

posible plantear dos secuencias de avance:

• La primera consiste en explotar desde los bancos más altos a los más bajos, pero cada vez

un nivel en toda su extensión y llevándolo hasta la situación de talud final.

• La segunda consiste en configurar varios bancos con vistas a aprovechar el descenso por

gravedad y reducir el número de pistas a construir y conservación de las mismas.

8. CANTERAS SUBTERRÁNEAS

Deseamos señalar que la doble incidencia de la fuerte presión ecológica y la mayor distancia al

centro consumidor ha obligado en ciertas Megalópolis (área de Chicago) a buscar el abastecimien-

to de las rocas por debajo de las ciudades, que son explotadas por minería de interior con las

mismas técnicas de cielo abierto y que tan sólo el transporte final al centro de consumo pasa a ser

vertical y mínimo. Un beneficio adicional puede alcanzarse y se ha encontrado en este sistema con

la utilización del propio hueco producido bajo la ciudad para depósito de residuos sólidos o como

almacenes de substancias estratégicas.

Este tipo de explotaciones se constituyen en una alternativa a tener en cuenta, debido a su mayor

coste, solamente en casos especiales en los que se dan:

• Escasez de recursos geológicos

• El estéril de recubrimiento del yacimiento crece

• Existencia de importantes restricciones ambientales

En estos casos, en el umbral económico de viabilidad debe considerarse el posible beneficio

derivado del aprovechamiento de los huecos subterráneos.


CANTERA SUBTERRANEA BAJO UNA GRAN CIUDAD

El proyecto de una cantera subterránea debe prestar atención a los siguientes apartados:

• Métodos de explotación

• Accesos a la cantera

• Técnica de sostenimiento

• Ventilación

• Usos del espacio subterráneo

La decisión sobre el método de explotación a emplear depende de la morfología, potencia e

inclinación, características geométricas de solamente hastíales y masa explotable, costes de

arranque, infraestructura, características de la roca, etc. En general, es frecuente la utilización del

método de cámaras y pilares, así como la utilización de equipos mineros muy similares a los de

superficie, fundamentalmente debido a las ventajas de la estandarización de repuestos con otras

canteras a cielo abierto, proporcionalmente un menor coste de inversión, mayor experiencia en el

manejo y el mantenimiento de la maquinaria, mayor disponibilidad de los equipos empleados,

mayor capacidad de producción por unidad de capital invertido, etc. Los accesos a la cantera son,


en muchos casos, mediante túneles o rampas, ya que los pozos prácticamente no se utilizan por

su alto coste de inversión y de desarrollo, aunque existen algunos casos conocidos con este último

tipo de infraestructura, como el representado en la figura de una gran metrópolis norteamericana.

Las técnicas de sostenimiento (colocación de bulones, cables de anclaje, pletinas bulonadas,

gunitado, etc.) dependen de las características de la roca y del adecuado dimensionamiento de los

pilares. En muchos casos, la calidad del macizo rocoso explotado permite no requerir de ninguna

una vez que los pilares están adecuadamente dimensionados, dado que suponen un coste de

producción adicional que, en muchos casos, es muy importante. La ventilación, que en algunos

casos es natural, debe estar adecuadamente dimensionada para la rápida evacuación de humos y

gases generados por el funcionamiento de los equipos mecánicos y las voladuras.

Finalmente, hay que mencionar la necesaria evaluación de las posibilidades de aprovechamiento

del espacio subterráneo creado, ya que su consideración puede ayudar a compensar los mayores

gastos de producción y completar los proyectos mineros con usos más racionales. Generalmente,

las cavidades abiertas presentan como características más significativas una temperatura

prácticamente constante a lo largo de todo el año, una localización próxima o bajo áreas

densamente pobladas y con un valor económico del suelo considerablemente alto, un reducido

caudal de aguas subterráneas cuando los macizos poseen discontinuidades, etc. Por ello, muchas

canteras subterráneas están siendo aprovechadas con finalidades tan diversas como el

almacenamiento de sustancias peligrosas, la construcción de aparcamientos, talleres, almacenes,

oficinas, etc.Por último, también debemos de señalar el paso de las rocas y áridos hacia una

sustancia mineral (Commodity) capaz de viajar e incluso de cruzar el océano siempre que la

calidad del producto pueda compensar el mayor costo del transporte. Es el caso de las actuales

exportaciones de áridos desde Irlanda y Escocia hacia los EE.UU. o de Suiza y Francia hacia

Holanda, y de Venezuela que exporta escollera a la zona del golfo de EE.UU.

SUPERCANTERA PARA LA EXPORTACIÓN EN ESCOCIA


UTILIZACIÓN MUNDIAL DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

CAPITULO XVII. EXPLOTACIONES DE ROCAS ORNAMENTALES

1. LA ROCA ORNAMENTAL

Las Rocas Ornamentales son un grupo especial de las Piedras Naturales que, por su vistosidad

y su belleza, sus características físico-mecánicas (textura, durabilidad, etc.) y su aptitud para el

pulido (salvo en el caso de la pizarra donde se considera la aptitud al lajado), adquieren un mayor

interés comercial y económico, constituyéndose en la materia prima de una industria en la que

después de un proceso de elaboración, son aptas para ser utilizadas como:

*materiales nobles de construcción

*materia prima de trabajos de cantería

*elementos de ornamentación

*arte funerario y escultórico

*objetos artísticos y variados

*proyectos urbanos que siguen las

tradiciones locales

La explotación de las rocas ornamenta-

les es una de las actividades del hom-

bre más antiguas, pues ya los egipcios,

2 600 años A. de C., realizaban su extracción mediante unas técnicas similares a las empleadas

hasta hace pocos años, para el arranque de los bloques de calizas y de granito en la construcción

de las famosas Pirámides. (Mining Engineering. Feb. 1987). Las grandes culturas persas, griegas

y romanas se caracterizaron por un maravilloso y amplio empleo de la roca para la construcción

de los palacios, tumbas, monumentos, basílicas, columnas, termas, acueductos, etc.

Probablemente el más famoso cantero de la historia haya sido Miguel Ángel, quien aprendió su

fabulosa técnica y conocimiento de las características de la roca en las Canteras de Carrara,

cerca de Pisa y Florencia. *

Los recientes avances tecnológicos han permitido el uso de unos sistemas más racionales y

sofisticados de arranque con el objetivo de lograr unos incrementos en la capacidad y en la cali

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

1926 1976 1986 1989 1991

MILES DE t

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

1986 1987 1988 1989 1990 1991

MILES DE t


PRODUCCIÓN DE ROCAS ORNAMENTALES EN EL MUNDO

PRODUCCIÓN DE ROCAS ORNAMENTALES EN ESPAÑA

dad del arranque, así como con

el logro de unos costes, cada

vez más competitivos, todo lo

cual ha hecho posible un gran

avance de este sector en la

década de los 90, situándose

España en un lugar privilegiado

(1ª en pizarras, 2ª en granitos y

3ª en mármoles) a escala mun-

dial. *

En paralelo con las anteriores

consideraciones, la tendencia actual en

la mejora de los sistemas de arranque se

ha orientado hacia una modificación del

concepto clásico de la actividad que

implicaba el concurso de un elevado

número de artesanos en la cantera,

mediante su sustitución por máquinas y

una mayor participación en las activida-

des complementarias, como son una

mayor elaboración y una gran diversifi-

cación de los productos obtenidos a

partir de las rocas extraídas en la cantera, e incluso en el aprovechamiento de los residuos. El

sistema de arranque ha pasado, cada día, a ser más mecanizado y automatizado con un producto

final más preciso y preparado para las siguientes fases del proceso. Precisión, según un

conocido anuncio, es la palabra que mejor define la tecnología del corte y elaboración en los

momentos actuales para todas las fases del proceso tanto de arranque como de la elaboración

del producto final en las plantas.


2. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

Técnicamente se puede hablar hoy en día de tres grupos de rocas ornamentales atendiendo a

su dureza o resistencia al corte y cizalladura y a sus aplicaciones.

En primer lugar podemos situar los materiales relativamente blandos como las calizas, brechas,

areniscas y pizarras, cuya génesis ha sido sedimentaria, evaporítica y en algún caso metamórfica,

pero en general con unas resistencias a la compresión menores de 400 kg/cm (40 MPa),2

impropiamente llamado grupo de las "pizarras".

En una situación intermedia tenemos el grupo de los "mármoles", travertinos, basaltos, ónices

y granitos blandos, de un origen mayoritariamente metamórfico o ígneo alterado y con unas

resistencias inferiores a los 1 000 kg/cm y superiores a los 400 Kg/cm .2 2

Finalmente, el mayor grado de dureza o dificultad minera, corresponde a la familia de lo que

comercialmente se conoce como grupo de los "granitos", constituida por unos granitos poco

alterados, pórfidos, dioritas, sienitas, gabros, dunitas, etc. en general rocas de un origen ígneo,

y con unas resistencias que pueden ser superiores a los 2 000 kg/cm (200 MPa).2

En las estadísticas más actualizadas empieza a configurarse otro grupo llamado "Piedras de

Cantería", constituido por otros materiales como Alabastro, Areniscas, Cuarcitas y otras y que

varía según la importancia de las piedras naturales de cada país. Así, en Noruega por ejemplo,

los esquistos y las cuarcitas forman un sector diferenciado o en Canarias el Basalto es una piedra

lógicamente abundante y muy empleada en la construcción de los edificios nobles.

La evolución histórica reciente del sector productor de rocas ornamentales ha sido, quizá, de las

más singulares, ya que experimentó un fuerte crecimiento en el periodo 1982 - 1992 ligado a un

importante volumen de la edificación, seguida de una cierta crisis entre 1992 y 1994, motivada por

una reducción de la demanda y de las producciones y un ajuste de los precios, que incrementó

la competitividad de las empresas. Países como Brasil, India, Corea y China han adquirido una

importancia creciente en los mercados internacionales al concentrar el mayor número de las

nuevas compañías, pero están basando su competitividad, al ser países en vías de desarrollo y

de nueva industrialización, en sus bajos costes salariales, amplios recursos naturales disponibles

y una fuerte necesidad de divisas para sus economías.


La mayor competitividad actual de las empresas europeas está basada en los siguientes puntos:

* La mejora tecnológica de los procesos y productos

* Un mayor tamaño de las empresas

* Una mejora de calidad en términos de calidad total (gestión, producto, servicio, medio

ambiente, servicio integral, hasta la propia colocación en los edificios, etc.)

* Una oferta centrada en productos de calidad, y de mayor valor añadido y prestigio

* Una formación especializada

* Una importante capitalización de las empresas

* Un aumento de la promoción comercial

* Una intensa actividad de I + D y desarrollo de know how

* Una agresiva y bien planteada internacionalización

* Un tímido apoyo de las Administraciones Públicas.

En paralelo con las anteriores consideraciones, la tendencia actual en la mejora de los sistemas

de arranque se ha orientado hacia una modificación del concepto clásico de la actividad que

implicaba el concurso de un elevado número de artesanos en la cantera. El sistema de arranque

ha pasado a ser cada vez más mecanizado, automatizado e incluso robotizado, con un producto

final más preciso y preparado para las siguientes fases del proceso. Porque es precisamente la

Precisión la que debe caracterizar la tecnología del corte y elaboración en todas las fases del

proceso tanto de arranque como de elaboración en las plantas.

3. INVESTIGACIÓN DE YACIMIENTOS DE ROCAS ORNAMENTALES

La metodología comúnmente aplicada en la investigación de los yacimientos de roca ornamental

es singular y se caracteriza por ser aplicada a todos los tipos de roca gracias a su versatilidad,

incluso al nivel de detalle, bastando sólo adecuar los parámetros específicos de cada sustancia.

Con carácter general, el proceso completo, desde la recopilación bibliográfica inicial hasta la

apertura de la cantera, se divide en cinco fases que se describen más abajo. Sin embargo, el

contenido de cada una de estas cinco fases no es unívoco ni cerrado, siendo, al final, el propio

yacimiento el que marca la pauta a seguir, especialmente en todo lo relativo a escalas de trabajo,

naturaleza de los reconocimientos, técnicas a emplear, etc.

Las fases seguidas son:


Fase 1: Recopilación de Información y bibliografía, en la que se recoge y analiza toda la

información geológico - minera disponible acerca de la roca y de la zona a investigar, tales como

cartografías temáticas, estudios locales, tesis doctorales, datos de canteras, etc. Ello permite

realizar una primera selección de las zonas que tienen un interés real o potencial y una

planificación realista de los estudios posteriores. De modo orientativo, suele trabajarse con

cartografías a escalas entre 1:50.000 y 1:200.000.

Fase 2: Exploración de campo, en la que se visitan, muestrean e inventarían, con carácter

preliminar, todos los indicios de interés seleccionados a partir de las fuentes bibliográficas. Se

continúa la recuperación completa de datos e informaciones, esta vez contrastando en el campo

y, posteriormente, ponderadas para realizar una nueva selección de zonas de interés que serán

objeto de atención en la siguiente fase. De modo orientativo, suele trabajarse con cartografías a

escalas entre 1:25.000 y 1:50.000.

Fase 3: Investigación previa, con mucho mayor detalle, de las zonas seleccionadas en la fase 2,

analizándose todos los aspectos relativos a:

- Características del Área

- Características geológicas de la roca

- Características mecánicas de la roca y calidad

- Alterabilidad potencial

- Viabilidad de la explotación minera

- Selección de las áreas de interés que pasarán a la siguiente fase de investigación.

De modo orientativo, en la fase 3 se suele trabajar con cartografías a escalas entre 1:10.000 y

1:25.000.

Fase 4: Investigación de detalle, donde las zonas seleccionadas en la etapa anterior vuelven a

ser investigadas para elegir los puntos más favorables para la extracción industrial de roca. Se

incide especialmente en determinar, tan exactamente como sea posible, aquellas características

de la roca que le dan valor comercial y pueden llegar a condicionar su explotación, como son la

vistosidad, el color, el tamaño de grano, la homogeneidad, la presencia de alteraciones y

oxidaciones, la resistencia mecánica, la fracturación de la roca y del macizo, foliaciones, etc.

Para ello, se analizan:


- Características del yacimiento

- Sondeos con recuperación de testigo

- Apertura de un frente piloto para extracción de bloques

- Determinación de las características de la roca

De modo orientativo, se suele trabajar con cartografías a escalas entre 1:1.000 y 1:10.000.

Fase 5: Proyecto de explotación y apertura de la cantera en las áreas que han llegado a esta

fase, ya que se consideran, en principio, suficientemente investigadas y gozan de un nivel de

información apropiado. Los estudios acometidos en esta etapa son los que, en última instancia,

ponen de manifiesto la viabilidad técnico - económica de la explotación de la roca.

Como norma general, cada vez que se analiza una zona en cada una de las fases, los objetivos

de la investigación son, fundamentalmente, los siguientes:

A. Propiedades especificas de los afloramientos:

* Morfología

* Fracturación

* Características de la roca:

* Composición litológica

* Color y Variaciones de color

* Tamaño de grano

* En su caso, karstificación y meteorización

* Plegamientos y/o repliegues internos

* Metamorfismo (en su caso) y/o recristalizaciones

* Textura

* Homogeneidad

* Cambios de facies

* Presencia de discontinuidades

* Vetas y concreciones

* Impurezas

* Oxidaciones

* Otras alteraciones


B. Factores condicionantes de la explotabilidad:

* Tamaño del afloramiento

* Recubrimientos

* Topografía y accesos

* Impacto ambiental que pudiera ocasionar la cantera

* Existencia de explotaciones próximas

* Infraestructura industrial

4. DISEÑOS DE CANTERAS Y MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN

En la actualidad, la extracción de rocas ornamentales se desarrolla tanto en explotaciones a cielo

abierto como en subterráneas.

A. CANTERAS A CIELO ABIERTO: *

Se pueden distinguir:

* Canteras en foso sobre terrenos llanos:

* Canteras en foso y extracción por grúas. Son explotaciones totalmente confinadas por

taludes laterales verticales o subverticales y donde la extracción de bloques y estériles se

realiza con grúas, realizándose el acceso del personal por medio de escalas ancladas en

los paramentos.

* Canteras en foso y rampas de acceso, construidas con materiales estériles, que conectan

los diferentes niveles de extracción de la cantera entre si. Es la más frecuente por su

mayor versatilidad

* Canteras en ladera sobre terrenos en pendiente: Son llevadas en media ladera. En

muchos casos, la extracción comienza por los niveles inferiores, aumentando la altura y

el número de bancos del frente de explotación. En otros casos se empieza por alcanzar

la situación final en los bancos superiores y se profundiza verticalmente.

* Canteras de nivelación en terrenos montañosos: Están emplazadas en lo alto de un cerro

o promontorio natural que conducen a la nivelación del terreno original, tanto por la propia

extracción como por el relleno de vaguadas con los estériles producidos.

B. CANTERAS SUBTERRÁNEAS:

Utilizan generalmente el método de explotación de cámaras y pilares, con el inicio de las labores

desde la plaza de cantera exterior, abriendo una galería en la dirección de explotación,.dejando

los pilares necesarios, se abre un hueco inicial o apertura y se explota en profundidad con

herramientas clásicas.


Obedecen a razones económicas, medioambientales y climatológicas; actualmente las famosas

canteras de Carrara en Italia, están pasandose a subterraneas, aprovechandose la antigua

infraestructura de ferrocarriles de interior como accesos principales a las grandes cámaras.

5. SISTEMAS Y TÉCNICAS DE ARRANQUE DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

El proceso de arranque de las rocas ornamentales es bastante similar para cualquiera de las tres

variedades de los grupos comercialmente explotables. Genéricamente consiste en la separación

primaria en el macizo rocoso de un "primer bloque o rachón", entendiendo por bloque una figura

geométrica más o menos cúbica, y con unas dimensiones tales que los equipos de carga y

transporte seleccionados puedan manipularla u operar en unas condiciones de productividad

óptimas.

El bloque primario se somete a unas sucesivas etapas de subdivisión hasta alcanzar unas dimen-

siones que sean manipulables en el taller de corte y aserrado, y al mismo tiempo dentro de las

gamas y tolerancias que requiere actualmente la industria de transformación, propia o exterior,

ya que en muchas ocasiones este bloque es o puede ser un producto vendible de la cantera. Las

dimensiones finales siguientes corresponden a los bloques vendibles de una gama aproximada

para los mármoles y granitos,

- Longitud 1.90 - 3.30 m

- Fondo 1.00 - 1.50 m

- Altura 0.90 - 1.20 m

- Volumen 2 - 6 m 3

- Peso 10 - 20 t

en donde son más apreciados y por ello mejor pagados los mayores tamaños, el mejor escua-

drado, el mejor acabado de las caras, factores todos ellos que implican un mejor rendimiento de

transformación posterior. Alcanzan unos volúmenes de 6 m y hasta 20 t de peso, y pueden ser3

ya objeto de comercialización, y exportadas a grandes distancias para llegar a valer cifras millona-

rias. Los puertos de Lisboa, Marina de Carrara o Vigo son unos claros ejemplos de exportación

de los bloques al mercado mundial.

La fase primaria de separación está directamente relacionada con determinados factores

geológicos del macizo rocoso, tales como estructura, dirección de estratificación, diaclasamiento,

etc., que deben ser bien conocidas no sólo por la experiencia y arte del viejo cantero, sino por


unos detallados estudios geomecánicos, para poder orientar bien la secuencia de arranque. La

selección de los equipos de corte se debe realizar en base al conocimiento de factores

geomecánicos de la roca como resistencia a la compresión, dureza, tenacidad, porosidad, etc. y

de factores mineralógicos como la abrasividad, tamaño de grano, venenos, envejecimientos, de-

crepitabilidad, oxidación, etc. La abrasividad es, en general, el factor que en definitiva delimita,

en términos económicos, la selección del sistema de corte más adecuado, aunque no es el factor

único, ya que para determinados tipos de roca como algunos mármoles, calizas, etc, escasamente

abrasivos, pueden presentar algún comportamiento negativo ("satinado") ante ciertas

herramientas de corte como las diamantadas, debido a su escasa capacidad de desgaste de la

matriz de la herramienta (cable o disco).

Las diferentes técnicas de arranque de rocas ornamentales raramente se emplean en exclusiva

dentro de una explotación, y es habitual que coexistan al menos varios sistemas para las distintas

labores de subdivisión, tratando siempre de utilizar aquella que produce unos menores costes y

un mejor acabado. Los sistemas o técnicas de corte más aplicados en la actualidad son los

siguientes:

1 - Perforación de barrenos próximos con o sin voladura.

2 - Hilo helicoidal y diamantado.

3 - Rozadora de brazo.

4 - Disco de corte.

5 - Lanza térmica.

6 - Chorro de agua.

7 - Utilización de cuñas manuales e hidráulicas

6. TÉCNICAS DE CORTE CON PERFORACIÓN CON O SIN VOLADURA.

Esta técnica consiste en la apertura de unos barrenos muy próximos y paralelos de un pequeño

diámetro para poder producir un corte a través del plano constituido por los mismos mediante la

acción de una adicional presión hidráulica, mecánica o por la acción de la pólvora o del cordón

detonante. Este sistema se debe aplicar fundamentalmente sobre las rocas de mayor dureza y

abrasividad, grupo de los granitos, aunque coexiste con los otros sistemas, para el resto de las

rocas ornamentales, en donde se debería utilizar o abusar menos de él, para mejorar el grado de

recuperación y la calidad de la roca vendible. *


ESQUEMA DE ARRANQUE POR PERFORACIÓN DE BARRENOS *

La figura adjunta, refleja la secuencia del arranque, que comienza con la independización del gran

bloque inicial hasta la obtención del producto o bloque vendible, en el llamado sistema finlandés

de explotación y subdivisión mediante la técnica de la perforación dentro de la cantera.

La importancia de su aplicación ha cobrado un mayor interés a partir de los últimos avances

tecnológicos, en la línea de una mayor mecanización gracias a la sustitución de la perforación

neumática por la hidráulica, con una operación centralizada de las baterías de perforadoras que

permiten el control de varias en paralelo por un solo operador del equipo y con los brazos

automatizados en condiciones de una mayor productividad, menores consumos energéticos, y un

menor impacto ambiental derivado de los ruidos y el polvo, así como a un más perfecto

paralelismo entre los barrenos.

Fase 1. La etapa inicial consiste en la independización, en la masa rocosa, de un gran bloque

cuyo volumen puede oscilar entre los 100 y los 4.000 m . La operación de arranque comienza con3

la creación de dos caras libres en los laterales del gran bloque, bien a partir de las diaclasas

naturales, bien mediante la perforación de unos barrenos casi secantes entre si con unos

diámetros de 2½" (63,5 mm), o bien realizándolas con la lanza térmica por unos canales de 70 mm

de anchura. Posteriormente se realiza la perforación vertical sobre los planos posterior y

horizontal en la base del bloque. Los barrenos son de pequeño diámetro (27-36 mm), y las

separaciones variables de acuerdo con la resistencia a la fragmentación de la roca. La rotura


entre barrenos se puede realizar mediante el empleo de algunos explosivos débiles con cargas

conformadas o con un cordón detonante de bajo gramaje, o por unas cuñas de accionamiento

hidráulico.

Unos rendimientos de las operaciones que se pueden esperar como normales con los modernos

equipos hidráulicos pueden ser los siguientes:

Plano Diámetro Velocidad Espesor Rendimiento(mm) (ml/h) (cm) (m /h)2

Lateral 63.50 15 5.70 0.90

Posterior 27-36 25-50 10 - 30 5 - 10

Horizontal 27-36 25-50 10 - 30 5 - 10

El rendimiento específico de la perforación oscila entre unos 2 y 7 ml/m del material rocoso a3

producir.

Fase 2. Esta segunda etapa ejecuta la subdivisión en bloques de un menor tamaño, todavía "in

situ", esto es, en la misma cantera. Los parámetros de perforación son similares, aunque las fases

sucesivas de división del bloque, implican una calidad cada vez mejor de terminación de las caras,

por lo que dentro de la gama de diámetros y espaciado entre barrenos es muy recomendable usar

los menores valores. El volumen de los bloques correspondiente a esta fase oscila entre los 18

y los 100 m . Los rendimientos normales de perforación son los siguientes:3

Rendimiento horario............ 7 m /h2

Rendimiento específico........5 ml/m .3

La rotura entre los barrenos se puede realizar, al igual que en la fase anterior, mediante unos

explosivos débiles como la pólvora, el cordón detonante o mediante cuñas hidráulicas.

El bloque, una vez individualizado, debe volcarse sobre el piso de la cantera, donde se puede

disponer de un lecho de arena o bien un colchón de goma hinchable que logre amortiguar la

caída, y evitar su rotura. Los sistemas más empleados para volcar el bloque, pueden ser : *

- Tracción mediante cabrestante o grúa torre (DERRICK).

- Empujadores hidráulicos en el plano posterior.

- Carga de pólvora en el plano posterior.

- Extracción con palas y/o carretillas elevadoras con un acoplamiento idóneo.


Fases 3 y 4. En esta etapa, el bloque extraible debe subdividirse en unas dimensiones más

manipulables por los equipos de la cantera, con unos volúmenes máximos de hasta 10 m para3

su fácil manejo y transporte posterior al taller. Los diámetros de perforación recomendables son

de unos 25 - 27 mm. Los rendimientos en esta etapa de subdivisiones son muy variables con los

siguientes valores medios:

Rendimiento horario ............ 5 m /h.2

Rendimiento específico........ 3 - 15 ml/m .3

En esta fase la rotura entre los barrenos tiene lugar, en general, mediante el empleo de cuñas,

accionadas manual o hidráulicamente. Los bloques obtenidos deben alcanzar las dimensiones

adecuadas para su comercialización, que puede ser directa, si el escuadrado de las caras fuera

correcto, o precisa de un perfilado definitivo, en función de las calidades de la roca y la tolerancia

final exigida por el mercado. La calidad del acabado en las caras del bloque final depende del

correcto alineado de la perforación, así como de la separación y diámetro de los barrenos,

existiendo en cualquier caso imperfecciones derivadas del sistema en sí mismo que suponen unas

pérdidas en detritus estimadas en el orden de unos 25-50 mm para cada una de las caras del

bloque. *

Es importante señalar que estas técnicas requieren, de manera imprescindible, distribuir lo mejor

posible la energía generada por el explosivo en el plano de fractura y evitar la aparición de

tensiones máximas o diferenciales que induzcan a la fracturación de la roca volada o la

remanente. El Éxito de la voladura se traduce en una gran precisión en la geometría del bloque

y en unos daños mínimos a éste y a la roca remanente. Depende tanto del esquema de

perforación, como de la calidad de los barrenos y de las cargas de explosivo.

7. CORTE CON HILO DE ACERO

Este sistema se aplica a las rocas de dureza media a baja, fundamentalmente a los mármoles,

travertinos, piedras calizas, pizarras, etc. Fue desarrollado en Italia a principios del siglo XIX, y

supuso, en su momento, un extraordinario avance en la técnica del arranque de las rocas

ornamentales, que hasta entonces continuaba con los mismos sistemas manuales de la

antigüedad y dio a los productores italianos una posición de dominio en el mercado mundial, que

han sabido conservar comercialmente hasta estas fechas. *

La secuencia del sistema de arranque de rocas ornamentales con hilo, es similar al expuesto


ESQUEMA PARA EQUIPO DE CORTE CON HILO DE ACERO

anteriormente con la técnica de perforación y consiste en la independización y sucesivas etapas

de división hasta obtener un bloque escuadrado de unas dimensiones comerciales. La utilización

de esta técnica permite un excelente aprovechamiento de la roca, reduciéndose la producción del

detritus en base a un acabado plano de las caras, que elimina una gran parte de las labores del

escuadrado final, y permite una normalización de las etapas de elaboración posterior. Por contra,

el corte con hilo obtiene unos rendimientos y productividades más bajas, lo que obliga a que las

labores de subdivisión ulteriores se realicen casi siempre con otros sistemas más eficaces.

La técnica de penetración en la roca se lleva a cabo con unos equipos cuya herramienta de corte

es un hilo de acero, que actúa como conductor de los materiales abrasivos y refrigerantes, y que

corre a una velocidad determinada sobre la superficie del macizo rocoso a independizar. La

implantación general de un equipo de corte con hilo se refleja en el siguiente esquema de la figura

:

El equipo está compuesto, básicamente, de los siguientes elementos principales:

- Un grupo motor, constituido por un motor de accionamiento eléctrico o diesel (entre 25

-40 C.V.), que a través de un embrague reductor, y una caja de cambios, transmite el

movimiento a un cable que pasa por una polea motriz. La velocidad lineal del cable suele

estar comprendida entre 6 y 14 m/s.

- Un sistema móvil de contrapesos, que permite mantener el circuito del cable en tensión


(hasta un valor de unos 300 Kg por 1000 ml de hilo).

- Una batería de poleas de reenvío y alineación, enfrentadas al grupo motor, y cuya

función es concentrar en un corto espacio o longitud (50-100 m) la mayor parte del cable

en operación.

- Una serie de columnas que permiten guiar el hilo desde su salida de la batería de

reenvío hasta aquella zona del macizo rocoso que deseamos cortar.

- Una serie de columnas con poleas móviles de avance automatizado, ubicadas en

los extremos de la superficie de corte.

- Un equipo de almacenamiento y dosificación de la mezcla de abrasivo y agua, con

alimentación directa al punto de entrada del hilo en el macizo rocoso en corte.

El sistema descrito permite disponer el plano de corte en cualquier orientación, aunque

operativamente las más habituales son las posiciones horizontales y verticales.

La longitud del cable en operación debe estar calculada de acuerdo con el principio de que se

puede realizar todo el corte de una cara, dentro de la vida útil del mismo. La operación con hilo,

implica un desgaste y una continua reducción del diámetro lo que llegaría a dificultar su necesario

cambio en el curso de un corte debido a la mayor sección del nuevo cable. La vida útil del hilo es

muy variable, dependiendo fundamentalmente de los contenidos en sílice y abrasividad del

material a cortar. El rendimiento del hilo se puede establecer entre 20 y 50 ml/m de superficie en2

operación, con longitudes totales comprendidas entre 1000 y 2000 ml. Ambos parámetros definen

los valores máximos de las dimensiones de la superficie de corte en operación.

Las características normales del cable helicoidal de acero corresponden a los valores siguientes:

Composición................................ 1 x 3 + 0

Diámetro normal del cable........... 5,15 mm

Diámetro del alambre.................. 2,40 mm

Sección metálica......................... 13,56 mm2

Peso aproximado........................ 0,115 Kg/ml

Carga de rotura efectiva............... 1.500 Kg/mm .2

En la figura adjunta se esquematizan los dos tipos de cables utilizados, el primero llamado de

torsión simple con el arrollamiento en la misma dirección para toda su longitud, y el segundo de


ESQUEMA DE ARRANQUE CON CABLES

torsión alternada con cambios cada 50 m que permiten la obtención de unas superficies de corte

totalmente planas y con una mayor capacidad de arrastre del abrasivo.

El material abrasivo, que actúa como

un elemento de corte activo, se ali-

menta por vía acuosa a la entrada del

hilo en el macizo en corte y está com-

puesto habitualmente por arena silí-

cea o granalla de carburo de silicio,

de unas calidades muy controladas y

precisas de acuerdo con la abrasivi-

dad de la roca a cortar, ya que siem-

pre es un coste importante. La arena

silícea, el abrasivo más usado en

España, debe tener una granulome-

tría bien homogénea e inferior a 2

mm, con un contenido en SiO mayor2"

del 90% y con unas aristas lo más

vivas posibles. Los consumos más

habituales suelen estar comprendidos

entre 200 y 500 Kg/m .2

El sistema de arranque se lleva a cabo a través de una serie de etapas, en paralelo, cuya

secuencia de arranque se refleja en la figura y que estructuran la geometría general de la

explotación en una disposición de bancos con taludes, en general, muy verticales, y con alturas

habituales del orden de 2 a 10 m. acorde con las características tanto de la maquinaria utilizada

en la cantera, como con el producto a obtener.

La competencia y cohesión de los macizos rocosos en las explotaciones de rocas ornamentales

son tales que pueden permitir la eliminación de las bermas intermedias entre la superficie y los

niveles de trabajo, aun cuando será buena práctica dejar unas pequeñas bermas como

"quitamiedos".


Etapa 1. Consiste en la apertura de una apertura o cuele en dirección perpendicular al banco en

explotación. Este hueco que permite la posterior progresión de las labores de independización a

ambos lados del mismo, tiene una forma en "V", aunque también se puede realizar en forma de

"U" con dimensiones aproximadas de 2 m. sobre la cara del banco, y 10 m. de fondo, y con un

espesor variable según la técnica empleada. La función de este hueco o cuele es proveer el

mínimo espacio necesario para la realización de los sucesivos cortes horizontales y verticales de

los macizos adyacentes, permitiendo la introducción de los cables y de las guías. Los rendimientos

de corte, prácticamente similares en todas las operaciones que implican el uso del hilo helicoidal,

oscilan entre 0.6 y 1.5 m /h. La apertura del cuele comienza con la perforación de un barreno2

vertical de diámetro comprendido entre 200 y 250 mm en el vértice de la "V", y continua con el

corte por un hilo conducido por dos poleas, una en el interior del barreno, y otra situada en el

exterior, frente a la cara del banco para realizar un primer corte vertical. Una vez finalizado este,

se coloca en posición horizontal la columna exterior, y se continua el corte en abanico que

completa la base de la misma. El último corte vertical en el otro lateral de la "V" completa la

independización de la cuña o bloque.

Etapa 2. Consiste en la ejecución de un corte horizontal sobre la base del gran macizo ubicado

entre los lados del hueco creado. La longitud de cada macizo es del orden de 15/20 m, siempre

en función de la adecuación del binomio vida útil del cable y de la superficie prevista de corte por

plano.

Etapa 3. Se realiza una subdivisión del gran bloque anterior mediante unos cortes paralelos al

frente, y con unas distancias entre ellos variables y del orden de 15 a 20 m. Las dimensiones de

los grandes bloques oscilan entre los 15 y 20 m de largo, 5 m de altura, y 2-3 m de fondo.

El gran bloque debe ser volcado sobre la plaza de la cantera, previa la colocación de un colchón

o algún tipo de amortiguador constituido por arena o goma hinchable. Los medios de vuelco del

bloque pueden ser los mismos que los descritos en el sistema de arranque con perforación,

empleándose cada vez más las palas cargadoras, con un acoplamiento especial en forma de un

gran gancho, que tirará suavemente del bloque.

Una vez situado el bloque sobre la plaza, comienza la última etapa para la obtención de unos

bloques de medidas ya comerciales mediante sucesivos cortes y el escuadrado final. Esta etapa

final se puede llevar a cabo con cualquiera de las técnicas de corte como también por hilo, o

mediante el empleo de baterías de perforadoras y cuñas de accionamiento hidráulico, o por una

cortadora de brazo, dependiendo de las condiciones de coste de cada uno de ellos, así como de

su disponibilidad en la cantera.


CORTE CON HILO DIAMANTADO

CABLE DIAMANTADO

8. CORTE CON HILO DIAMANTADO

Los avances de los materiales empleados en la moderna tecnología de corte ha supuesto la

introducción del hilo diamantado, que permite con menores longitudes de cable en operación,

unos rendimientos de corte muy superiores, manteniendo una calidad de acabado similar a la

alcanzada con el hilo helicoidal tradicional. Los modernos y actuales equipos de hilo diamantado

están compuestos básicamente por los mismos elementos, pero con algunas diferencias de los

tradicionales, de acuerdo con una nueva disposición de la máquina de trabajo según se recoge

en la figura adjunta

-Un grupo motor, con accionamiento eléctrico, y

con potencia entre 30-50 C.V., con su correspon-

diente reductor que actúa sobre la polea con-

ductora del cable y que va montado sobre un cha-

sis móvil sobre raíles.

-Un conjunto guiador compuesto por dos carriles

o vías sobre los que se desliza o mueve el sistema

de accionamiento, y con una carrera de unos 6 m

de desplazamiento, que se puede suplementar

para su alargamiento paralelo al banco.

-Unos sistemas automáticos de control elec-

trónicos de arranque, velocidad y tensión del

cable, de paradas por rotura o final de carrera, etc.

Las velocidades lineales del cable se encuentran en la gama de 0-40 m/s., para unas longitudes

normales en operación inferiores a 60 m.

El hilo diamantado consiste en un cable de acero

inoxidable que lleva engarzados, a modo de cuentas de

rosario, unos insertos diamantados de forma cilíndrica,

con separadores constituidos por muelles, y cuya

disposición se ajusta como muestra la figura. Las

características básicas de un cable diamantado son las

siguientes:


- Diámetro del cable guía ................... 5 mm

- Diámetro del inserto diamantado...... 10 mm

- Longitud del inserto diamantado........ 8.5 mm

- Longitud útil diamantado....................... 6 mm

- Separación entre insertos.....................30 mm

- Nº de insertos por ml............................ 33.4

Los rendimientos horarios de corte y vida del cable, son función de las características de la roca

y se mueven en la gama siguiente de valores

m /h ml/m2 2

Mármoles cristalinos 8 - 15 25 - 50

Mármoles compactos 5 - 9 15 - 30

Mármoles duros 3 - 5 15

Calizas blandas y porosas 10 - 15 50 - 75

Actualmente se halla en vías de desarrollo y aplicación del cable diamantado en el corte de los

granitos, fundamentalmente en aquellos de menor contenido en cuarzo. Según algunos expertos

el futuro de esta aplicación depende tan sólo de criterios económicos, pues el aspecto técnico

está resuelto y aunque los costos descenderán a medida que se extienda su aplicación, y

especialmente cuando se aumente la producción unitaria de cada cantera, ya que actualmente

no alcanzan el volumen critico. ( D. J. Sancedo, Roc Maquina 1989)

9. CORTE CON ROZADORA DE BRAZO

Dentro del contexto general de los sistemas de arranque de las rocas orna mentales, cuyo método

de explotación es común, este sistema se aplica en aquellos macizos rocosos de dureza media

a baja (<100 MPa).y contenidos bajos en cuarzo (Grupo mármoles). La abrasividad y resistencia

a la compresión definen la capacidad de penetración en la roca, siendo preferible un mayor valor

de resistencia a la compresión, ligado a un bajo contenido en sílice, que el concepto contrario que

asimilaría la roca a una piedra de afilar derivando en una escasa vida de la herramienta de corte

y con ello un alto costo unitario de arranque.


ESQUEMA DE CORTE EN BANCOS CON ROZADORA DE BRAZO

Para el uso de este sistema, altamente mecanizable, es necesario disponer de unas alturas de

banco muy limitadas por el alcance del brazo cortador, y su uso está condicionado por la

existencia y orientación de las discontinuidades naturales, así como por las exigencias en el

tamaño de los bloques vendibles. Sin embargo esto permite obtener desde un principio unos

bloques finales, eliminándose las sucesivas fases de subdivisión que implican los sistemas

anteriormente descritos y que inevitablemente reducen la recuperación de unos tamaños

comerciales.

El desarrollo de este sistema, inicialmente ligado a la minería y arranque de carbón y de las sales

potásicas, se ha logrado a partir de los avances tecnológicos relacionados con la técnica de

penetración en las rocas y de los nuevos materiales aplicados en las herramientas de corte, y

tiene la posibilidad de ser utilizado no solo en las canteras a cielo abierto sino también en explota-

ciones subterráneas de cámaras y pilares. En Francia la mayor parte de las explotaciones de

pizarras, en forma muy mecanizada, se llevan a cabo por minería subterránea, sin necesidad de

unos fuertes desmontes de estéril y con gran precisión en el corte de los rachones en

dimensiones adecuadas para su extracción por las galerías y pozos. En la zona española de El

Barco de Valdeorras (Orense) se procede a efectuar ensayos de aplicación de la minería

subterránea para mejorar los costes de extracción y el rendimiento de recuperación de pizarra

vendible, así como pruebas para la aplicación de máquinas exfoliadoras en sistema continuo por

corte con chorro de agua.

La rozadora consta básicamente de un brazo accionado, móvil y orientable, sobre el que se

desplaza una cadena provista de unas picas como elementos de corte y de desgaste. El sistema


de accionamiento del brazo es, modernamente, del tipo electro-hidráulico con unas potencias

entre 10 y 60 Kw, y todo el conjunto se desliza sobre carriles en la dirección del corte con

velocidades de avance de 2 a 10 cm/mín. y con la posibilidad de desplazarse por pendientes

máximas de 15º. El brazo es orientable para poder realizar los cortes verticales y horizontales, con

una longitud variable entre 1,5 y 3 m. Sobre el perímetro del brazo se desplaza la cadena que

arrastra las picas, de un material altamente resistente, situadas a unos intervalos en el orden de

40 mm, con unas velocidades lineales entre 0,4-1,4 m/s. y una anchura de corte de 4 cm.

Generalmente las picas de materiales muy duros pueden ser reemplazables in situ. El material,

que constituye las picas, suele ser carburo de tungsteno para usar en los materiales de bajas

resistencia y abrasividad, y de matrices diamantadas para los valores mayores, o cualquier otro

tipo de acero aleado de alta resistencia al desgaste por abrasividad.

El sistema de operación de la rozadora permite obtener directamente un bloque comercial en base

a la dimensión del brazo. Las fases de operación se reflejan en el esquema adjunto y consisten

en una primera fase de sucesivos cortes paralelos, de dirección perpendicular a la cara del banco,

seguido del corte horizontal a lo largo del frente, y de la subdivisión vertical paralela al frente, de

acuerdo con el tamaño previsto de los bloques y alcanzable por la longitud del brazo. Los

rendimientos horarios de corte con esta técnica están comprendidos entre 4 y 10 m /h para las2

rocas de resistencia a la compresión inferior a 100 MPa y con abrasividades medias a bajas.

Hasta hoy, este sistema ha sido más utilizado en los talleres de corte y aserrado que en la cantera,

pero su desarrollo en base a montar mayores unidades, de mayor potencia y longitud del brazo

en bastidores de maquinaria móvil o sobre raíles ha permitido su introducción en las canteras,

aunque es obvio que requieren un adecuado estudio de selección y de ensayos antes de tomar

la decisión.

10. CORTE CON DISCO

El uso de este sistema permite obtener, desde el principio, los bloques sin necesidad de recurrir

a las sucesivas etapas de división y acabado, aunque presenta grandes limitaciones de aplicación

por la escasa profundidad del corte, y por tanto de reducidas dimensiones en los bloques

obtenidos y por tanto obliga a un diseño previo y muy ajustado de los bancos de trabajo. Su

limitación viene dada por la fórmula:


CORTE CON DISCO DIAMANTADO

h = 0,5 (D-d) cmD = diámetro exterior del discod = diámetro interior del disco

Económica y técnicamente es el equipo más favorable tanto por su simplicidad como por su menor

consumo energético, pero estas

ventajas no logran, en muchos

casos, compensar las limitaciones

descritas anteriormente, por lo cual

su uso sigue siendo más generali-

zado en los talleres de aserrado

que en las canteras, aunque re-

visando el diseño geométrico de

estas podría ser más utilizado.

Otra limitación en el uso de este equipo se refiere a la configuración de la explotación por la

necesidad de disponer de amplias plataformas, al menos de 200 x 200 m, de forma que se puedan

realizar largos cortes sin tener que mover el equipo y que la inclinación de la misma tiene que ser

menor de 10º. Su rango de aplicación son los mármoles y las piedras calizas, pero pueden

aplicarse en el grupo de pizarras de techar o para losas de pizarras y de areniscas. El equipo a

utilizar consiste, básicamente, en un disco giratorio cortador con el filo de acero diamantado y que

puede desplazarse montado sobre un carretón móvil que se mueve paralelamente, sobre carriles.

Las características básicas de los equipos se recogen en el cuadro siguiente, de acuerdo con la

dirección de los cortes y la abrasividad de la roca:

CORTE PLANOS CORTE PLANOVERTICALES HORIZONTAL

DIÁMETRO DISCO (m) 2.50 2.70 3.00 2.70

VELOCIDAD 40 - 55 40 - 55 40 - 55 40 -55PERIFÉRICA (m/s)

PROFUNDIDAD DE COR- 1.00 1.10 1.25 1.10TE (m)

ANCHURA DE CORTE 12 12 12 12(mm)

CONSUMO DE AGUA 80 - 140 80 - 140 80 - 140 80 - 140(l/mín.)

POTENCIA (Kw) 60 75 75 75


RENDIMIENTO DEL CORTE CON DISCOS

La calidad de acabado de las caras del bloque es, al igual que las obtenidas con la rozadora de

brazo, excelente, sin necesidad de escuadrados finales, pero con limitadas dimensiones, y por

tanto para aplicaciones comerciales muy concretas.

Los rendimientos de corte pueden variar entre 5 y 8 m /h.2

Existen en el mercado algunos equi-

pos con multibrazos, que permiten

realizar 2 ó 3 cortes simultáneamen-

te, incluso uno vertical y otro horizon-

tal al mismo tiempo y con un solo

operador, lo cual puede y debe au-

mentar la productividad.

11. CORTE CON LANZA TÉRMICA (FLAME JET)

Este sistema se aplica exclusivamente en aquellas rocas de origen ígneo (granitos, dioritas, etc)

cuyos contenidos en sílice alcanzan unos determinados niveles, y en operaciones muy concretas

y complementarias como en la ejecución de rozas iniciadoras, siempre que el material tenga unas

características adecuadas de decrepitabilidad (spallability), por salto térmico entre el calor y el

frío posterior e inmediato.

El corte con lanza térmica es una técnica que depende fundamentalmente de la capacidad de una

roca para fracturarse en escamas en presencia de una fuente de calor por la diferencia de

conductividad térmica de los diferentes granos constituyentes de la roca (p.e. cuarzo, feldespato

y mica). Tal característica se denomina factor de decrepitabilidad o "spallability" y es una función

del contenido de SiO . Pero no obstante, algunas determinadas propiedades facilitan una mayor2

posibilidad de fracturación en escamas, tales como:

- Gran dilatación a temperaturas mayores de 600ºC.

- Rápida difusión térmica a temperaturas inferiores a 400ºC.

- Tamaño homogéneo de los granos y sin inclusiones de micas alteradas.

- Carencia de materiales elásticos propensos a la fusión.


ESQUEMA DE BOQUILLA DE CORTE CON LLAMA

Los sistemas empleados para el corte en los granitos consisten en una lanza de longitud variable

de acuerdo con la longitud de la zona a cortar, por cuyo interior discurren tres canalizaciones

concéntricas de combustible, oxidante y agua que desembocan en una tobera o cámara donde

se produce la combustión. Las ondas de choque térmico generadas por la combustión son

conducidas al exterior a través de una tobera a unas velocidades supersónicas, produciéndose

el proceso de calentamiento, que posterior e inmediatamente es enfriado por la salida del agua

o vapor procedente de la refrigeración y por los gases de escape para producir, por un fuerte

contraste térmico, la fracturación y la expulsión de los componentes del granito en granos diferen-

ciales en forma de decrepitación.

ROCA VELOCIDAD (m/h) DECREPITABILIDAD

GRANITO 7.5 - 9 BUENA

CUARCITA 13.5 - 18 BUENA

CONGLOMERADO 6 POBRE

ARENISCA 6 POBRE

Se pueden utilizar las siguientes mezclas de combustible y oxidante:

TIPO DE MEZCLA ENERGÍA ESPECÍFICA (Julios/cm )3

Propano - aire 6.280

Acetileno - Aire 5.020

Propano - oxígeno 4.890

ESQUEMA DE LANZA TERMICA


ESQUEMA DE ZONAS DE CORTE CON JET-FLAME

En condiciones normales de operación, un equipo convencional consume del orden de 35 l/h de

gasóleo, y unos 10 m /mín. de aire comprimido a 7 Kg/cm de presión.3 2

Este equipo se aplica, normalmente en las canteras de granito, en la fase primaria de la

independización del macizo rocoso, mediante la creación de las rozas o de los canales

transversales a los bancos de explotación.

La anchura de la roza producida por lanza térmica puede ser variable, y del orden de 60-80 mm,

realizándose las ulteriores subdivisiones con perforación o hilo diamantado como ya se ha descrito

anteriormente.

Las desventajas mayores en la aplicación de este sistema son fundamentalmente de tipo

ambiental y tecnológico por su elevado nivel de ruidos y no ser excesivamente económico:

- Un elevado nivel de ruidos, mayor de 120 dB, que afecta a la explotación y su entorno.

- Una influencia negativa sobre la calidad de la cara de la roca en una profundidad variable,

afectada por las fisuras y la vitrificación indeseables.

12. CORTE CON CHORRO DE AGUA

El empleo del chorro de agua a alta presión y velocidad, se ha usado tradicionalmente en la

minería aluvionar del estaño, del carbón, de los caolines, de las arcillas cerámicas, etc.


DIAGRAMA BÁSICO DEL SISTEMA "STREAMLINE" DE I-R

La aplicación de esta tecnología en las rocas ornamentales está ligada al desarrollo de unos

equipos hidráulicos de potencia adecuada, más robustos y fiables. Existen hoy en día aplicaciones

para el corte de vidrio, cerámicas, papel, y otros materiales más resistentes como el aluminio y el

acero.

El equipo consiste básicamente en una pequeña central hidráulica iniciada por un motor eléctrico,

y acoplada a una bomba hidráulica de alta presión, que a su vez acciona un intensificador de

presión constituido por un pistón de doble efecto y un movimiento alternativo, capaz de realizar

entre 60 y 80 ciclos por minuto. El efecto intensificador se consigue por la diferencia relativa de

superficies activas del pistón, uno de los cuales impulsa finalmente el agua a través de una fina

boquilla inyectora de zafiro sintético y con unos diámetros entre 0.1 y 1 mm.

La figura adjunta refleja el principio de operación del intensificador de presión, base del sistema

y que puede alcanzar las elevadas presiones de trabajo necesarias.

El mecanismo de rotura de la roca debido al finísimo chorro de agua a alta presión, se produce

por efecto del choque del mismo, y las micro-fracturas creadas en consecuencia. A una velocidad

de 300 m/s, la presión creada es del orden de 150 MPa, superior a la resistencia a la compresión

de muchas rocas. Con 500 m/s, se pueden alcanzan valores de 300 MPa, superiores a la

resistencia de la mayoría de los materiales rocosos.


Los datos operativos alcanzados con equipos en prueba han sido los siguientes:

RELACIÓN DE PRESIÓN DE TRABAJO CAUDALMULTIPLICACIÓN (MPa) (l/mín.)

4:1 0 - 83 19 - 57

13:1 0 - 275 5.5 - 23

20:1 0 - 378 3.8 - 15

En pruebas realizadas sobre granito muy abrasivo, de 110 MPa de resistencia a la compresión,

empleando una presión de trabajo de 240 MPa, caudal de 11.4 l/mín., diámetro de boquilla de 0.4

mm, con abrasivo de granate fino y con velocidad de agua de 680 m/s, se han alcanzado unos

rendimientos de corte de 2 m/mín., con un avance en profundidad de 2 cm por pasada,

equivalentes a 2,40 m /h, que supone en el orden de 40/50 % de los obtenidos realizando el corte2

con disco diamantado. La aplicación de esta técnica puede suponer un avance importante en los

sistemas de corte, investigándose actualmente el uso de mayores presiones y la respuesta frente

a diferentes tipos de roca.

13. CUÑAS MANUALES E HIDRÁULICAS

Esta técnica es la más clásica, siendo ya utilizada en la antigua Grecia y actualmente es

complementaria a la citada de perforación con barrenos. Se aplica tanto en el sector del mármol

como en el del granito, para la puesta a dimensión comercial de los bloques, aprovechando casi

siempre grietas y fisuras del material o direcciones preferenciales de fractura respectivamente.

Su utilización se basa en el efecto que producen una serie de cuñas de acero introducidas en

unos taladros perforados con este objetivo, provocándose la rotura de los bloques por tracción.

Entre las cuñas manuales se distinguen:

* Los pinchotes, constituidos por tres elementos, la propia cuña y dos pletinas metálicas con

sección longitudinal en ángulo para transmitir la tensión y corte en un extremo. Su puesta en

tensión se consigue golpeando repetidamente con un mazo.

* Los tirafondos, indicadas para el corte de bloques de gran altura o que presentan dificultades

a la separación según el plano previsto. Estas contracuñas se introducen a cierta profundidad de

tal manera que los esfuerzos de tracción no se generen solo en las proximidades de la superficie.


Por su parte, las cuñas hidráulicas están constituidas por una bomba hidráulica de alta presión

y por varios cilindros hidráulicos, cada uno unido a la bomba por una manguera flexible reforzada.

Cada cilindro se compone de un gato hidráulico de doble efecto funcionando bajo una presión a

máxima de 50 MPa y de un conjunto cuña-contracuña en su parte inferior. El vástago del pistón

empuja con fuerza a la cuña que se encuentra entre las dos contracuñas.

Se utilizan dos tipos de cuñas hidráulicas:

* El tipo estándar (ángulo muy agudo) para las rocas más duras y que proporcionan una

separación relativamente pequeña pero con una alta fuerza de rotura.

* El tipo destinado a las rocas medios (ángulo obtuso), que proporciona una separación mayor,

con una fuerza lateral proporcionalmente más pequeña.

14. APLICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

Las técnicas de arranque descritas constituyen la base actual de la explotación de las rocas

ornamentales. De acuerdo con su dureza y abrasividad, rendimiento en material aprovechable,

dimensiones y perfección de acabado del producto final, se delimita el campo de aplicación de

cada uno de los sistemas, que son operativos en la actualidad. Las líneas de investigación se

orientan, hoy, en dos sentidos: el primero en una búsqueda y mejora de calidad de las herramien-

tas de corte, fundamentalmente en los materiales de base diamantada para cables, discos y picas

de rozadoras. Finalmente, y en cuanto a nuevas técnicas, éstas se orientan hacia el desarrollo

de unos sistemas de chorro de agua a alta velocidad, bien sea sola, con adicción de abrasivos,

o como complemento de la acción mecánica de determinadas herramientas, así como al empleo

del arranque térmico con nuevas fuentes de energía como el Plasma, Rayo láser o haces de

electrones con bajos consumos de energía específica.

En el cuadro adjunto se resumen las posibilidades de utilización de las técnicas descritas en este

tema a los diferentes tipos de rocas ornamentales llamadas también actualmente piedras

naturales.


SISTEMA PERFORACIÓN HILO HELICOIDAL ROZADORA DISCO LANZA CHORRO

DE CADENA DIAMANTADO TÉRMICA DE AGUAACERO DIAMANTADO

GRANITOS P I D I M M Y P D

MÁRMOLES P P P P P I D

PIZARRAS P P P P P I D

Posibilidades de aplicación de las técnicas de corte actuales

P = POSIBLE M = MARGINAL I = IMPOSIBLE D = DESARROLLO


TRANSFERENCIA EN PLANTA *

MODELO DE ESQUEMA DE TRANSFERENCIAS *

CAPITULO XVIII. DESCUBIERTAS O TRANSFERENCIAS

Se trata de un método minero conocido internacionalmente como STRIPPING, que podría tra-

ducirse como destape o descubierta y que consistirá en la explotación desde la superficie de unas

capas, básicamente horizontales (menos de 10º de buzamiento), mediante la apertura de un

hueco inicial para el descubrimiento de la capa o capas y tras la extracción de estas se procederá

a rellenar el hueco ya explotado con el estéril que se extraerá de la fase siguiente.

Este sencillo método, muy antiguo, ha permitido una elevada mecanización del proceso a

través de dos sistemas definidos por la maquinaría que utilizan una técnica operativa de trabajo

diferentes, además de poderse emplear los sistemas convencionales e incluso como veremos es

posible aplicarlo también en la minería hidráulica y en la mixta.


TRANSFERENCIA CON DRAGALINA *

TRANSFERENCIA DIRECTA CON ROTOPALA

Los dos sistemas clásicos son el discontinuo o americano y el continuo o alemán.

El sistema americano, por arranque y transferencia discontinua, se lleva a cabo mediante exca

vadora de desmonte o por una dragalina de

gran tamaño de cuba y al mismo tiempo

permite una regeneración y rehabilitación

de la superficie agrícola, forestal o ganade-

ra, que lo ha hecho extraordinariamente po-

pular en la minería moderna.

El sistema alemán, continuo, mediante arra-

nque y carga por Rotopala y transporte por

cintas de gran capacidad, con la transferen-

cia del estéril al hueco bien directa por

puente o bien exterior con cintas móviles.


Ambos sistemas, aunque muy diferentes técnicamente, corresponden esencialmente al mismo

método y deben su popularidad y desarrollo a la posibilidad de reconvertir los terrenos agrícolas

para su posterior cultivo. De hecho, este método nació en algunas zonas de magnificas tierras

como en Illinois, Renania y Ucrania en las que, bajo las tierras negras, subsisten capas de carbón

u otras substancias minerales de alto interés, lo que obligaba a dejar los terrenos mineros mejor

que estaban antes de la extracción.

Es un método que, básicamente, exige unos condicionamientos no siempre fáciles de encontrar

en los yacimientos mineros, salvo en los grandes yacimientos sedimentarios de tectónica muy

suave como ocurre abundantemente con los carbones, fosfatos, bauxitas, arenas bituminosas y

graveras. Estos condicionamientos son:

- Buzamientos casi horizontales.

- Grandes Reservas.

- Rocas blandas en la cobertera de estéril.

- Pocas capas y potentes. Uno ó dos niveles.

- Limitada profundidad de los yacimientos

Sin embargo su gran popularidad por el automatismo y el gigantismo que pueden alcanzar, ha per-

mitido su aplicación con algunas importantes modificaciones de esas condiciones hasta el punto

de que en algunas minas españolas se ha llegado a colocar el vertedero fuera del hueco por

causa de la inestabilidad y el buzamiento del muro, en una variante muy especial de la transferen-

cia, más temporal que espacial, que permitiría hablar de un sistema gallego. Una condición esen-

cial del sistema alemán para su aplicación a los lignitos pardos está en la necesaria transforma-

ción "in situ" del mineral por medio de una Central Térmica hasta la que llega directamente el mi-

neral desde la mina y extrayéndole, en esta, la gran humedad del mineral a partir del calor

residual. Esta solución es una tendencia natural en la moderna minería de transformar y beneficiar

los minerales de baja ley en la propia mina para alcanzar un mayor valor añadido del producto

vendible.

Una característica común a los 2 sistemas (alemán y americano) está en el diseño "a medida" de

la maquinaria para cada yacimiento, si bien puede observarse una cierta tendencia hacia la

normalización y standarización de las máquinas por parte de algunos de los fabricantes, aunque

siempre adaptadas al caso concreto.


Sin ser, en cuanto a la profundidad, tan superficial como las canteras, no llega a las grandes pro-

fundidades del método de cortas, por lo que puede definirse como un método intermedio entre

superficial y tridimensional. Un grave problema, por su aplicación en zonas de rocas jóvenes, es

la necesaria reducción del contenido de humedad de la cuenca, que puede llegar a exigir un

fuerte drenaje por sondeos para rebajar el nivel fréatico por debajo de la zona de explotación,

junto a la evacuación de importantes caudales de desagüe por bombeo en una o varias etapas,

así como el establecimiento de unos grandes canales de desviación exteriores al criadero.

El sistema diferencia muy claramente el movimiento directo o indirecto de los grandes volúmenes

de estéril con la extracción del mineral que puede o no ser extraído con unos sistemas menos

automáticos o continuos. Esto sucede porque, aun cuando el ratio de desmonte es muy elevado

y casi constante, el mineral es capaz de pagar unos sistemas más caros de extracción por la

mejora de la selectividad.

Se habla pues de transferencia indirecta o transferencia exterior, cuando el vertido del estéril no

es directo al propio hueco sino a través de unos circuitos exteriores de transporte, siendo cada

día más popular, pues permite liberar el fondo de la operación para poder profundizar todo el

centro del banco en explotación y con ello extraer otras capas u horizontes más profundos.

Sin embargo, en la técnica de transferencia directa al hueco, como en la ex R.D.A., se ha llegado

al desarrollo de espectaculares puentes de transferencia directa, que pueden alcanzar los 250

mts de luz con algún apoyo final o intermedio en el propio vertedero.

El sistema americano, basado en grandes excavadoras de desmonte o en Dragalinas, es

esencialmente un sistema discontinuo y por tanto cíclico, en el que la misma máquina realiza las

fases de arranque, carga y vertido en la escombrera, situada lateralmente a la zona de

descubierta. De acuerdo con los técnicos americanos, la mayor ventaja de sus máquinas está en

la mayor disponibilidad y por ello se consigue un trabajo de más horas por año que en el sistema

alemán.

La gran lucha, en el último decenio, por el mercado chino, australiano y sudafricano entre los dos

sistemas ha permitido un espectacular crecimiento en la capacidad de las máquinas y su empleo

en el desarrollo de la moderna minería superficial del carbón. Asimismo, en la explotación de los


TRANSFERENCIA EXTERIOR *

grandes yacimientos de fosfatos en Florida y Marruecos, el sistema americano ha primado sobre

el alemán, que en principio, ha sido el más popular en los lignitos pardos de menor resistencia a

la compresión y menor abrasividad.

Como ya hemos citado, una de las muchas razones que ha desarrollado el uso de este método

ha sido la necesidad, incluso ya legal, de restaurar los terrenos afectados por la explotación

minera, tanto del hueco como de los vertederos interiores y exteriores, lo que resulta relativamen-

te sencillo y económico en el caso de la transferencia directa y algo menos si es indirecta y

exterior.

EL SISTEMA DE DESCUBIERTA AMERICANO

Dragalinas y/o excavadoras

El sistema de transferencia que se realiza modernamente con las Dragalinas, es aplicable en

aquellos yacimientos en los que:

- La potencia de la capa será mayor de 2 metros.

- El estéril será excavable, bien directamente o tras una prevoladura suave.

- Las reservas serán suficientes para respaldar la inversión y la vida de la máquina.


TRANSFERENCIA CON EXCAVADORA DE DESMONTE

Es el sistema más popular en algunos países como USA, Sudáfrica, Australia, Nueva Zelanda,

Rusia y Marruecos. Cuando alguna de estas características deja de cumplirse se comienza a

combinar este sistema con el convencional de corta con excavadoras y volquetes.

Las principales ventajas que sobresalen del empleo de las Dragalinas son:

- Una gran simplicidad operativa con mínimo personal.

- Un reducido coste de operación.

- Posibilidad de excavar un banco profundo, hasta 2/3 de la longitud de la pluma (Hoy unos

100 metros).

- Una mejor adaptación de la dragalina, frente a la excavadora, en el caso de las capas con

ondulaciones, ya que la excavadora debe desplazarse sobre la capa en el fondo del hueco

o sobre el muro del yacimiento.

- Una mayor flexibilidad de funcionamiento, que permitirá superar las variaciones no

previstas del espesor del recubrimiento, prolongar la longitud del frente en cualquier

sentido, efectuar el desmonte en un plano superior al del apoyo (chop down), e incluso

hacer un doble manejo del estéril cuando fuera necesario o conveniente un segundo

transporte (rehandling).


- Una mayor seguridad de trabajo en cuanto a la estabilidad del gran banco de estéril de

recubrimiento en que se apoya la máquina que si estuviera sobre el mineral.

- Produce un menor daño al mineral, dada la situación de la dragalina en la parte superior

del banco de estéril. De aquí, que se obtendrá un mayor porcentaje de recuperación del

mineral.

- La presión superficial sobre el terreno será bastante menor que la de las excavadoras por

la mayor superficie de apoyo o sistema de traslación.

- Normalmente la incidencia del mantenimiento en el costo por metro cúbico es menor que

para las excavadoras o las rotopalas, lográndose una mayor disponibilidad a largo plazo,

algo mayor que la excavadora y mucho mejor que la Rotopala.

- La forma de operar de la dragalina resultará más adecuada para realizar el arranque de

aquellos lechos o estratos horizontales de dureza alterna, ya que al producir el ataque

paralela y horizontalmente a la sedimentación del recubrimiento, los dientes penetrarán

por los puntos más débiles de los estratos. La cuchara de la excavadora efectuará el

arranque atravesando en parte normalmente a los estratos, es decir en una dirección de

una mayor resistencia a la penetración.

- Al trabajar sobre la superficie del banco, no será necesario descender la alimentación

eléctrica hasta el fondo del tajo.

Los mayores inconvenientes del uso de las Dragalinas se pueden resumir en:

- Una peor secuencia de trabajo con materiales de una mayor resistencia, que requieren

perforación y voladura, aunque esta sea suave.

- Una menor selectividad y una fuerte dilución en las capas muy estrechas (menor de 2

metros).

- Trabaja bien cuando el estéril sea blando y el mineral sea duro, pero en el caso contrario

puede dar lugar a una cierta pérdida de calidad del mineral, por arrastrar una parte del

mineral con el estéril.

- Gran valor de adquisición por lo que la inversión inicial es mayor que para una excavadora

con igual capacidad de cazo.

- El parque de este tipo de máquinas, en Europa, es muy reducido, siendo bastante difícil

su contrata o alquiler y no existiendo muchos repuestos en zonas próximas para una

intercambiabilidad de los conjuntos.

- La habilidad del operador tiene una gran influencia en la producción, por lo que su

remuneración es cara y resulta difícil retenerlos mucho tiempo en la misma obra.


Por el contrario, el sistema de arranque con las grandes excavadoras para el desmonte de estéril

(stripping shovel), aun cuando, prácticamente han desaparecido del mercado minero, existen

todavía en USA y URSS con mas de 40 años de utilización continuada, tiene las siguientes

ventajas.

- Menor coste de inversión por metro cúbico de capacidad de cazo.

- Menor coste de operación y de consumo de energía por metro cúbico movido.

- La producción unitaria resulta ligeramente superior en la excavadora (unos 300.000

m /año/ m de capacidad de cuba) que la de una dragalina (unos 250.000) de la misma3 3

capacidad de cuchara debido, principalmente, a que los ciclos de la dragalina serán de

mayor duración que los de la excavadora.

- Menor coste de consumo de cables por metro cúbico producido.

- Menor necesidad de superficie de preparación de banco.

- Mayor fuerza o capacidad para arrancar directamente los materiales más resistentes, por

lo que no requerirá la voladura o bastará con una voladura suave en determinados

materiales rocosos.

- Comparada con la dragalina, una excavadora mueve normalmente el estéril a una menor

distancia de transferencia directa lo que reducirá el ancho necesario del hueco

descubierto.

Las principales características y capacidades de las Dragalinas y excavadoras existentes

actualmente en el mercado y que se emplean en remover el estéril son, en grandes rasgos:

DRAGALINA EXCAVADORA

CAPACIDAD DE LA CUBA m 10 - 140 19 - 1373

PLUMA LONGITUD 43 - 125 30 - 66

ÁNGULO en º 32 - 38 45 - 50

ALCANCE

ALTURA (m) 22 - 39 22 - 45

RADIO (m) 52 - 90 25 - 64

PROFUNDIDAD o 25 - 100 12 - 20altura de banco (m)

PESO Kg 500.000 - 10.000.000

PRODUCCIÓN HORARIA m /hora 330 - 5700 765 - 52003/


DIMENSIONES DE LA GEOMETRÍA DE UNA DESCUBIERTA *

Las principales dimensiones operativas de la dragalina y excavadora pueden observarse en el

gráfico:

A continuación se analizan algunos factores que son decisivos por lo que se refiere a la elección

de la maquinaria del sistema americano.

Las Dragalinas y excavadoras son unos equipos de enorme volumen, elevado precio y alta

capacidad de producción, por lo que su coste de explotación debe resultar muy razonable. En los

terrenos blandos, homogéneos y húmedos no son tan favorables como las rotopalas, pero pueden

llegar a desmontar unos materiales más resistentes, con o sin previa voladura, manteniendo un

reducido coste de operación y una vida de la máquina superior a los 25 años, con unas bajas

amortizaciones por hora trabajada o por metro cúbico movido.

Para realizar un estudio comparativo es preciso hacer referencia a los factores de operación y

utilidad. Los primeros de ellos son los alcances, los radios y alturas de vertido que limitan las posi-

bilidades de excavación con un vertido directo de los estériles sobre la escombrera. La

disponibilidad, la eficacia de la operación, el factor de llenado de cuchara y la duración del ciclo,

condicionan la capacidad de producción de éstas máquinas. Una estimación muy conservadora

de estos factores permite llegar a la conclusión de que para equipos con cuchara de 30 a 70 m ,3

es necesaria una capacidad de la cuba mayor en el caso de usar la Dragalinas, alrededor de un

13%, para poder obtener la misma producción que con una excavadora.

Un valor empírico que puede servir para la evaluación de estas máquinas es el factor de utilidad

que se define como el producto de la capacidad de su cuchara por el alcance. Al ser éste superior

en las Dragalinas del orden del 20%, resulta para ellas un factor de utilidad mayor, que puede

calcularse para cada caso particular. Los factores de utilidad están relacionados con el peso total


VARIACIÓN DE LOS COSTES EN FUNCIÓN DE LACAPACIDAD DE LA CUBA

en servicio de las máquinas, existiendo entre ambos una proporción aproximadamente constante.

Así Woodruf indicaba (1.966) que por cada unidad del factor de utilidad, expresado en pies por

yardas cúbicas, corresponderá un peso de 745 libras en el caso de excavadoras y de 575 para

Dragalinas, habiéndose reducido posteriormente este último valor a 435 libras, debido al avance

en el diseño y empleo de unos materiales más ligeros en la superestructura.

En general la dragalina tiene un peso inferior en un 20% al de una excavadora de cazo

equivalente. Dado que el precio está relacionado con el peso, puede así estimarse el coste de

inversión para la dragalina menor que para la excavadora comparable.

De todo lo indicado se deduce que, para efectuar un trabajo determinado, con la dragalina se

obtiene un mayor radio de vertido y se requiere una mayor cuchara, es decir, una máquina con

un factor de utilidad superior al que correspondería a una excavadora. Si comparamos las dos

máquinas con igual factor de utilidad, la dragalina tiene un mayor alcance y una menor cuchara,

por lo tanto la excavadora da una mayor producción y la dragalina puede descubrir una capa de

mineral más profundo.

Una vez que se llegan a determinar las características de las Dragalinas y excavadoras se debe

realizar un estudio de los costes de inversión y operación, en colaboración con los suministrado-

res o fabricantes, a partir del cual se define el sistema más idóneo y se puede tomar o recomendar

una mejor decisión.

En la figura se puede observar como varían

los costes en función de las capacidades de

cazo. Cabe señalar como, a partir de los 75 m3

de capacidad de cuba, el coste por m se3

mantiene prácticamente constante y sensible-

mente igual para los dos sistemas.

En cuanto a las secuencias operativas del

sistema, la primera consiste en excavar un

hueco inicial o box-cut que se profundiza

hasta el techo del mineral, después de haber-


se retirado toda la tierra vegetal en el área de preparación y en la que se coloca el primer y

exterior vertedero. Posteriormente se debe extraer el mineral perteneciente al hueco inicial,

pasando a colocar en las siguientes fases el estéril de la siguiente zanja o corte adyacente en el

hueco producido por el arranque anterior, y así sucesivamente.

Para la carga del mineral es más corriente el uso de menores excavadoras eléctricas, hidráulicas

o de palas cargadoras, cuyas principales características quedan reflejadas en el siguiente cuadro

y en las tablas ( Mining Magazine de Abril de 1989).

CAPACIDAD LONGITUD DE PESO POTENCIA PRODUCCIÓNDEL CAZO LA PLUMA

UNIDAD m m t HP m /hora3 3

EXCAVADORA 6 - 50 8 - 25 200-1600 200 - 1000 500 - 1800

PALA 6 - 20 5 - 8 25 - 85 250 - 800 500 - 1000CARGADORA

EXCAVADORA 5 - 35 6 - 12 100 - 540 300 - 1000 400 - 1200HIDRÁULICA

El transporte del mineral al exterior de la mina se realiza, en general, por volquetes con descarga

por el fondo, o por camiones convencionales de dos ejes, o por ferrocarril o en casos más raros

por cintas alimentadas a través de tolvas, siendo preciso en cualquier caso una gran infraestruc-

tura minera, cuyo diseño debe estar íntimamente relacionado con el sistema de transporte.

OPERACIÓN COMBINADA DRAGALINA Y EXCAVADORA/VOLQUETE

En un estudio recientemente realizado por los mineros americanos en un gran número de minas

en las que los sistemas empleados eran las Dragalinas y en otras los sistemas más tradicionales

en Europa de excavadoras o palas con volquetes se demostró el menor coste de la operación

para el sistema de Dragalinas, acentuándose la diferencia conforme aumentaba el ritmo o volumen

anual de estéril movido por un mayor ratio o una mayor profundidad de la explotación


EL SISTEMA ALEMÁN

Se trata del otro gran sistema empleado en la minería de transferencia y se utiliza, casi exclu-

sivamente, en los yacimientos de lignitos o de minerales muy blandos. Aunque dentro de este

sistema se pueden distinguir las excavadoras de Noria de cangilones y la Rotopala o Excavadora

de rodetes, esta última es la más empleada en la actualidad, debido al gran desarrollo y avance

en el diseño que han sufrido desde la segunda guerra mundial.

El sistema de rotopalas es empleado desde hace decenios en las minas de lignito de las antiguas

Alemanas, por lo que es conocido con el nombre de "Sistema Alemán". Las características

normales de los yacimientos donde se aplican generalmente, salvo en algunas notables

excepciones como en el caso de las minas gallegas, son:

- Capas u horizontes mineralizados con buzamientos menores de 10º.

- Mantos de carbón potentes, a menudo con intercalaciones de capas de estéril de

espesores relativamente pequeños, formando un auténtico hojaldre (Casos de Puentes

de García Rodríguez en capas, y de Meirama en masa).

- Tectónicamente tranquilos y muy estratificados (Salvo en el caso de Meirama).

- Recubrimientos con bajas resistencias y poca abrasividad, susceptibles por tanto de un

arranque directo.

Las principales ventajas de este método son:

- Gran producción y rendimiento horario.

- Menor consumo de energía que en las máquinas cíclicas por m movido.3

- Altamente selectivas al poder seguir las inflexiones de las capas y separar intercalaciones

de muy poco espesor (50 cm).

- Posibilidad de cargar el material para su posterior transporte, bien en cintas trans-

portadoras, o en ferrocarriles o en volquetes.

- Poseen un gran radio de descarga, por lo que la restitución del terreno podrá tener un

bajo coste, si se realiza el vertido directo del estéril.

Las desventajas principales son:

- Maquinaria muy cara y difícil de contratar.

- Baja disponibilidad global (menor del 60%).

- Poca flexibilidad a los cambios en la secuencia de la explotación. Requiere una fuerte

planificación y control.


EXCAVADORA DE RODETES DE VERTIDO SOBRE SISTEMA DE CINTAS

- Se adapta muy mal a los cambios de resistencia o de abrasividad del material.

- Bajo rendimiento con relación a la selectividad.

- Fuerte programa de mantenimiento.

- Requiere una gran superficie de preparación y de banco.

- Poca protección de los mecanismos en comparación con las palas excavadoras o

Dragalinas, por lo que el ambiente de polvo, agua o viento, resulta muy nocivo para su

disponibilidad global.

- Poca maniobrabilidad y flexibilidad.

- Tecnología muy cara, reparaciones largas y costosas y dependencia del extranjero en

algunos repuestos básicos.

La Rotopala como máquina o conjunto consta de, esencialmente, las siguientes partes o disposi-

tivos mecánicos principales:

- Brazo de carga, portador del rodete de cangilones y en ocasiones de la cabina del

operador.

- Sistema de descarga, constituido por una o varias cintas transportadoras, directamente

al mismo vertedero o a un sistema exterior al hueco.

- Chasis portador de los equipos fijos y giratorios, en donde podrán estar situados los

puestos de mando y de control.

- Mecanismos de traslación, constituidos por varias orugas de gran anchura.

El equipo de excavación lo forman principalmente: el rodete de cangilones y el brazo de carga.

El rodete lleva un número variable de cangilones (8-16), algunos de ellos con o sin fondo, y el

diámetro varia, según los modelos, entre 1,80 y 18 m.


Una de las variables que mejor define a una Rotopala es la altura del frente de trabajo que en el

siguiente cuadro se puede observar junto a otras características de las unidades más empleadas,

que permiten diferenciar los parámetros más críticos de las mismas.

CUADRO DE CARACTERÍSTICAS DE LAS ROTOPALAS

Numero de Capacidad del Producción Altura del frente Peso de trabajo

cangilones cangilón máxima

m m /h m t3 3

8 0,6 2.700 24 1.780

8 1,2 3.200 28 2.100

10 2,8 7.500 35 5.200

12 4 8.500 50 5.984

Una de las últimas unidades puesta en servicio (1.978) se encuentra en la mina a cielo abierto de

Hambach-Colonia, siendo actualmente la Rotopala más grande del mundo con un rodete de 21,6

metros de diámetro, 18 cangilones, 225 metros de longitud, 84 metros de altura y con una

capacidad de producción diaria de 240.000 m de material in situ. El peso en servicio de esta3

gigantesca excavadora asciende a 13.000 t.

Tanto las características del yacimiento como de la propia zona de trabajo (pluviosidad, orografía,

etc.), dan lugar a un planeamiento de la explotación basado en los siguientes secuencias de

operación.

+ recto1) Frente de trabajo *

. semicírculo

+ directo al hueco2) Vertido de estéril * indirecto al hueco

. exterior al área minada

+ Cinta transportadora3) Sistema de transporte * Ferrocarril

. Volquete

El trabajo puede estar combinado con otras maquinas de arranque como la dragalina o una pala

o excavadora e incluso en Puentes de García Rodríguez se ha utilizado en una parte del

yacimiento el arranque y transporte con mototraillas y en Meirama para las rocas más duras de

los laterales se emplean sistemas propios de la corta con perforación, voladura, gran excavadora


FRENTE DE TRABAJO RECTO

FRENTE DE TRABAJO EN SEMICÍRCULO

de cables y volquetes, con trituración en el fondo de la mina para poder transportar con cintas.

1) La disposición en frentes rectos es la más

propia para el arranque selectivo de aquellos

estratos de pequeña potencia, y el frente de

trabajo en semicírculo lo es para el arranque

de los estratos de gran espesor, cuya explo-

tación puede asimilarse a un gran movimiento

de tierras. El avance espectacular logrado en

los últimos años en el diseño y construcción

de cintas transportadoras ha logrado que la

variante de la explotación en frentes rectos,

sea hoy la que se implanta mayormente en

las minas de nueva apertura.

2) Siempre que se pueda se debe ten-

der al vertido directo del estéril en el

hueco abierto por la explotación. De

esta forma:

- Se rellena la cavidad abierta en la

excavación, reconstituyendo la topo-

grafía de la zona.

- Se abaratan los costes, pues la

distancia al vertedero exterior es

generalmente menor.

En cualquier caso, siempre es necesario comenzar vertiendo el estéril en una escombrera exterior,

ya que por razones de garantía de continuidad y seguridad es conveniente mantener una acepta-

ble separación entre los bancos de trabajo en la mina y las terrazas de apilado de la escombrera

interior. Esta distancia de seguridad es variable y depende fundamentalmente de:

- La geometría de la mina y estructura del yacimiento.

- Las características geológicas y geométricas del banco de fondo del hueco.

- Propiedades geomecánicas del estéril vertido.

- Sistema de vertido y escombrado elegido.

- Pluviometría de la zona.


ROTOPALA DE VERTIDO DIRECTO

Si la estabilidad de los taludes del estéril apilado fuera tal, que se pudiera hacer la distancia de

seguridad mínima, el vertido se puede realizar de forma directa a través del brazo de descarga,

en forma de un puente de transferencia. (Ver figura del International Mining). En estos casos la

extracción del carbón se puede realizar mediante otro equipo, bien con Rotopala o bien con

excavadora o palas cargadoras.

Actualmente el sistema de vertido indirecto y por fuera al hueco excavado, es la técnica que más

se utiliza por las siguientes ventajas que ofrece:

- Mayores anchuras de los bancos de trabajo y por lo tanto una mayor maniobrabilidad y

libertad operativa.

- Menor influencia de la estabilidad de taludes.

- Posibilidad de utilizar el mismo sistema de transporte para el estéril y el mineral.

- Explotación de varias capas a diferentes profundidades, al liberar el fondo del hueco

operativo. Posibilidad de formar varios bancos.

El estéril debe verterse por medio de escombradoras, stackers o apiladoras, logrando una

disposición adecuada en forma de terrazas, para su posterior nivelación con tractores y

reclamación agrícola o forestal.


SECUENCIA DE AVANCE EN VERTIDO INDIRECTO

Si las características geomecánicas del estéril y la pendiente del fondo del yacimiento impiden que

fuera utilizada la zona ya explotada como escombrera, obligaría a ejecutar y planificar un vertido

del estéril exterior a la explotación, aun cuando en algún momento se podría empezar a rellenar

el hueco del yacimiento. Es el caso de las minas gallegas. Este sistema de vertido presenta graves

problemas de ocupación de terrenos y elevación del coste debido a las mayores distancias de

transporte. Así ocurre en la mina de Puentes de García Rodríguez, en la que la pendiente de

fondo, la naturaleza de los mismos estériles (arcillas) y la gran pluviosidad de la zona, han

obligado a la elección de una escombrera exterior. No ocurre así en otras minas europeas, pero

igualmente es necesario hacerlo en una parte de Meirama, por lo que se puede hablar de una

variante gallego-alemana.

El transporte de estéril y lignito se realiza por medio de cintas, procedentes de las distintas

máquinas o bancos, que al llegar a un punto fijo (estación de transferencia) derivan el estéril hacia

la escombrera y el lignito hacia el parque de trituración y homogeneización de la central térmica.

Para que la producción de la Rotopala sea óptima debe haber una gran eficacia y organización

en el sistema de acoplamiento Rotopala-circuito de transporte, que debe situarse en un centro

de control exterior y que a modo de torre de control dominará visualmente todo el sistema además


DETALLE DE LA ESTACIÓN DE TRANSFERENCIA EN PUENTES

de estar conectado electrónicamente con él. Este sistema de control debe reunir las siguientes

características y perseguir los siguientes objetivos:

- Gran capacidad.

- Facilidad de control automático a distancia.

- Flexibilidad, para adaptarse a los cambios del frente y a las fluctuaciones de la producción,

tanto de mineral como de estéril.

- Un reducido y bajo coste unitario, pues un ligero aumento de este representará un

incremento en el costo total de la tonelada de mineral.

- Una seguridad en el funcionamiento, pues las averías podrán llegar a parar la producción,

y multiplicarse al ser un sistema en serie muy rígido.

- Una cierta movilidad y unos potentes servicios auxiliares para lograrlo.

Estos condicionantes junto con el enorme desarrollo alcanzado en la tecnología del diseño y

construcción de las cintas transportadoras, hacen que este sea el sistema más adecuado en las

operaciones de gran duración y con grandes distancias de transporte. No obstante el sistema

convencional de volquetes puede ser adecuado cuando las distancias de transporte son más

reducidas, mientras que el ferrocarril debe todavía considerarse para unas mayores distancias

con pendientes muy suaves en los antiguos yacimientos que se explotan desde hace más de 35

años.

4) Existen diversas posibilidades de trabajo combinado con la Rotopala. La más empleada en USA

es la combinación con excavadora de arranque (stripping shovel), dedicándose esta al arranque


OPERACIÓN COMBINADA DE ROTOPALA Y EXCAVADORA

OPERACIÓN COMBINADA DE ROTOPALA Y DRAGALINA

de estratos de las rocas más resisten-

tes, que yacen en contacto con el

carbón, mientras que la Rotopala ex-

cava los niveles más superficiales con

menor cohesión y resistencia y que

son las mejores tierras de cultivo. Esta

última puede realizar la excavación en

profundidad, de tal forma que crea un

banco de trabajo de una anchura suficiente, que puede ser utilizado como banco de perforación

cuando se requiere la voladura en el arranque del estéril más profundo, las dos unidades se

sitúan directamente sobre el techo del carbón.

Otra combinación menos corriente es

la constituida por la combinación de

Rotopala-dragalina. A diferencia con el

caso anterior los dos equipos operan

desde el banco de trabajo que es

excavado por la Rotopala (ver figura

adjunta) creando un problema en la

mala secuencia de trabajo con mate-

riales que requieren ser perforados y

volados.

Tanto en una como otra variante se

realiza una transferencia directa del

estéril al hueco excavado.

La maquinaria utilizada en este tipo de

operaciones con el sistema de Rotopala, puede clasificarse en:

- Maquinaria Principal.

- Auxiliar.


En el capítulo de maquinaria principal utilizado en este método de transferencia se distinguen:

-Rotopalas o excavadoras de rodete o cangilones.

-Apiladoras (en caso de vertido en zonas exteriores a la explotación o vertido indirecto al

hueco).

-Cintas transportadoras para el carbón ( y para el estéril en el caso de utilizar apiladoras).

-Circuito eléctrico de abastecimiento del sistema.

Dentro de la denominación de maquinaria auxiliar, que engloban aquellas unidades para el

servicio y mantenimiento de la mina, se pueden distinguir:

- Niveladoras.

- Máquinas de ripado de cintas.

- Palas cargadoras.

- Tractores con orugas especiales de baja presión.

- Camiones y vehículos de transporte especiales.

- Bombas de desagüe.

- Torres de iluminación.

- Sistemas de comunicaciones y de control en tiempo real por ordenador.

En cuanto al suministro y forma de energía, casi siempre eléctrica, al variar la situación de los

puntos de consumo durante el desarrollo de la explotación, hay de buscarse una localización de

la subestación de transformación y control que hace mínimos los tendidos y con una distribución

fácil. La alimentación eléctrica a las grandes máquinas (excavadoras, apiladoras, etc.) se hace

directamente a alta tensión (20 KV), mientras que los motores de las cintas transportadoras y de

otras máquinas auxiliares se puede alimentar a una menor tensión ( 6 KV).


DIFERENTES FONDOS DE UNA CORTA

SECCIÓN DE BINGHAM CANYON

CAPITULO XIX. LAS EXPLOTACIONES PROFUNDAS O CORTAS

Se definen, esencialmente, como unas explotaciones a cielo abierto tridimensionales (importante

profundidad) con un gran número de bancos descendentes, de masas de rocas o de minerales

de baja ley que, por su estructura o buzamiento obligan a una profundización, la cual exige la

extracción de materiales estériles, tanto interiores como externos al criadero, y que tienen que ser

depositados en unos vertederos exteriores al propio hueco, por quedar siempre mineral en el

fondo. La altura final de la explotación es una variable del diseño geométrico del hueco

proyectado.

Sus magnitudes, desarrollo y dificultades, por tener que profundizar, han convertido a este método

de cielo abierto en el más avanzado técnicamente, y aún cuando sea superado en el volumen


ESQUEMA GENERAL DEL PROCESO DE UNA CORTA

movido anualmente por algunas explotaciones de descubierta; las cortas son, en general, unos

movimientos de gran escala, con un arranque de unas rocas más resistentes, con importantes

problemas de estabilidad de los taludes, con la necesidad de aplicar algunas técnicas de sel-

ectividad para reducir la dilución entre las rocas estériles y los minerales, con unas mucho

mayores distancias de transporte tanto en horizontal como en vertical y por supuesto con unas

importantes profundidades que alcanzan hasta los 700 m. en la histórica mina de Bingham Canyon

(Utah).

El proceso básico para realizar una corta convencional consiste en la apertura de unos bancos

sucesivos para la creación de un hueco o excavación que descubra el mineral tras el movimiento

del estéril hacia los vertederos interiores o exteriores, mediante la ejecución de unos barrenos en

los que se coloca una carga de explosivos para lograr la fragmentación de la roca en tamaños

manipulables por la maquina de carga, que puede ser una excavadora o una pala, que lo coloca

sobre una unidad de transporte como volquetes, vagones de ferrocarril o cintas transportadoras,

en cuyo caso puede ser requerida una trituración en la mina para lograr el tamaño más adecuado,

que lo llevan hasta la planta de proceso, si fuera mineral o al vertedero si fuera estéril.


EXPLOTACIÓN POR CORTA DE CAPAS DE CARBÓN *

Algunos de los problemas específicos que una explotación por el método de corta puede plantear

son:

- La definición del mineral y su separación a partir de una ley mínima de corte,

- la existencia de minerales marginales que habrán de almacenarse,

- la estabilidad de grandes taludes y vertederos,

- las relaciones de estéril a mineral y

- la necesidad generalizada de contar con una planta de concentración para tratar todos

los minerales y poder elevar su contenido pagable hasta el mejor valor vendible,

y en su resolución ha estado el avance de la tecnología minera que ha caracterizado a este

método de minería que si es muy clásico para extraer los minerales metálicos como, Hierro, Cobre,

Plomo, Zinc, Aluminio, Uranio, Oro y otros, se ha empezado a aplicar también a otras substancias

como en los Carbones en capas muy inclinadas, en los minerales industriales (Feldespato,

Caolines, Piritas, etc.), con buzamientos casi verticales e incluso en las mismas rocas orna-

mentales como los mármoles y granitos de gran valor que se han visto obligadas a profundizar las

canteras. (Super-quarries)

Todos esos graves problemas, cuya solución o reto ha dado lugar a la aparición de técnicas y ma-

quinaria para su aplicación en este método y conseguir reducir los costos que implica la mayor

profundización, tan especiales como:


- Utilización permanente del ordenador para la planificación y el control y del espectrógrafo

para el conocimiento de las leyes.

- Importante planificación y control de masas y leyes.

- Evaluación dinámica de las reservas de mineral.

- Perforación de barrenos con diámetros mayores de 50 mm.

- Grandes voladuras con explosivos a granel.

- Empleo de grandes excavadoras eléctricas e hidráulicas con capacidades mayores de 10

y hasta de 50 m .Palas cargadoras de hasta 20 m de cazo.3 3

- Volquetes mineros de más de 50 y hasta 300 Ton.

- Plantas móviles de trituración para poder emplear un transporte por cintas de gran

capacidad y continuidad en fuertes pendientes.

- Cintas transportadoras para granulometrías de roca de más de 200 mm. y con anchos de

banda de más de 1 500 mm.

- Maquinaria auxiliar de gran tamaño para el mantenimiento de la mina, de instalaciones o

de la maquinaria.

- Control y empernado de taludes y bancos.

- Drenajes y desagües de grandes caudales de líquidos.

- Torres de control de tráfico y operaciones mineras.

- Iluminación nocturna de los tajos de trabajo.

La secuencia de trabajo en una corta viene definida por la sucesiva y reiterativa apertura y

formación de los bancos o niveles de trabajo descendentes hasta alcanzar la profundidad final

calculada y en la conexión planificada entre los bancos mediante unas rampas con una pendiente

más o menos constante.

La existencia de mineral en el último banco planeado de la explotación impide el depósito del es-

téril en el fondo de la mina o sea en el propio hueco, ya que en su día podría ser también

económicamente explotable. Lo cual no quiere decir que no pueda ser realizado el relleno del

hueco al cabo de cierto tiempo o por la separación de módulos espaciales.

La determinación del talud final e incluso de los parciales en algunas zonas de la mina, constituye

un gran problema que debe resolverse previamente para poder establecer la altura crítica de la

explotación, y con ello el fondo final, que viene definido fundamentalmente por la relación de


COSTE Y LIMITES DE LOS RATIOS DE EXPLOTACIÓN E/M *

estéril a mineral que el precio de venta del mineral es capaz de pagar. Este ratio límite económico

es el llamado Break-even Stripping ratio y viene definido por la fórmula:

Precio de venta - costes de extracción mineral P - Σv cR = ------------------------------------------------------ = --------------L

coste de extracción estéril C E

Se denomina ratio, E/M, a la relación entre el estéril a mover, E, necesario para descubrir y poder

arrancar M toneladas de mineral. El concepto de ratio, al ser temporal y espacial, es un elemento

de la planificación técnica y no una herramienta de carácter económico.

Existen, pues, algunos otros conceptos ratio además del ya mencionado ratio límite económico,

como son:

Ratio inicial:

Desmonte mínimo necesario para descubrir las toneladas iniciales necesarias para mantener el

ritmo anual, que en lógica es infinito, pero que se calcula en base a las toneladas descubiertas

al iniciar la mina.


HISTOGRAMA DE RATIO REAL Y DE PROYECTO *

Ratio anual:

Desmonte preciso o programado para un período de un año con objeto de mantener el ritmo de

extracción en los años posteriores.

Ratio final:

Es aquel que comprende todo el período fijado para la vida del proyecto considerado.

Se denomina histograma de ratios a

la curva real de los volúmenes de

estériles E(m ) y de las toneladas M3

(t) extraídas a lo largo de la vida de la

mina. Constituye un valioso control

del avance o del retroceso con rela-

ción al proyecto o plan preestableci-

do.

En función de los ratios iniciales y de

los límites, se debe establecer la altu-

ra crítica de la explotación y con ello

el fondo de la mina, que es la base

fundamental para establecer los pro-

gramas anuales de trabajo y marca la posibilidad de una cierta restauración o rehabilitación de

la zona afectada por la minería.

Otros parámetros de importante peso, en el diseño de las operaciones mineras por el método de

corta, son las magnitudes geométricas de los bancos y en especial su altura, que debe tratar de

permanecer constante a lo largo de los sucesivos niveles y que contribuye a determinar la ade-

cuada selección de la maquinaria. También la anchura de trabajo determina la holgura operacio-

nal, base de un trabajo cómodo y más económico, así como la longitud y número de los bancos

abiertos en operación.

En España existen grandes ejemplos de la mejor minería por cortas de Europa como son los

casos de Alquife, Cartagena, Río Tinto, Aznalcollar, Reocín, Cala, Almadén y las más modernas


aplicaciones en las explotaciones de capas de carbón muy inclinadas y por banqueo descendente

entre las que destaca Puertollano en la que ha sido posible combinar la explotación por corta en

bancos descendentes con una transferencia del estéril al propio hueco de la mina. *

SECUENCIA Y MAQUINARIA POR EL MÉTODO DE CORTA

La minería por "corta" o minería profunda viene definida como un método tridimensional, para

poder alcanzar grandes profundidades, a través de un sistemático y múltiple banqueo

descendente. Este método de explotación se aplica normalmente en aquellos yacimientos cuyas

características principales sean:

- Potentes capas o masas con buzamientos superiores a 25º y más generalmente, los de

buzamiento vertical.

- Conjunto de capas o filones, con potencias muy variables o de yacimientos complejos con

una difícil selectividad del mineral.

- Cuando el arranque del estéril y/o del mineral requiere la ejecución de perforación y

voladura con explosivos.

- Cuando las reservas demostradas no permiten una gran inversión inicial, como las que

se requieren en otros métodos más específicos o se piensa en contratar la operación con

maquinaria de obras publicas o convencional.

El diseño básico de una explotación profunda, de acuerdo con las etapas de la Ingeniería minera,

explicadas anteriormente, consiste en el diseño geométrico del hueco, de los bancos y las rampas,

con una idea previa de la maquinaria o de el tamaño a utilizar, para posteriormente seleccionar

la maquinaria y formar el personal. Dentro del diseño geométrico el punto más importante es la

determinación de las características del banco de operación, que por su carácter repetitivo es la

constante más importante que afecta a la eficiencia y los costes de la mina. Como criterios

recomendables para la geometría del banco podemos enunciar los siguientes:

a) La altura del banco debe estar en equilibrio con la máquina de carga. Entre 10 y 15 m

para las excavadoras eléctricas y menos de 10 m para las palas cargadoras.

b) La anchura de la zona operativa del banco debe estar entre 3 y 5 veces la altura, para

que quepan "holgadamente", la voladura, la carga y el transporte más una zona de

seguridad.

c) El número de bancos en operación no debe ser escaso ni excesivo siendo recomendable

el número de 4: uno en investigación, otro en apertura, otro en plena producción y otro


terminándose.

d) La longitud total de banco (suma de los bancos abiertos) debe ser directamente

proporcional a la producción e inversamente a la altura del banco.

e) Otro factor de diseño esencial es la rampa de unión entre los bancos y los puntos de

descarga de mineral o estéril cuya pendiente depende esencialmente del sistema de

transporte a utilizar y cuya anchura, al igual que la del banco debe ser entre 3 y 5 veces

la necesaria para el módulo unitario del transporte por volquete, cinta o ferrocarril.

Los sistemas y la maquinaria que se aplican convencionalmente en los movimientos de arranque

y transporte de las rocas y del mineral de las cortas con importantes profundidades se pueden

agrupar en:

I.- Tractores

Además de sus otros múltiples usos en los servicios de la mina, los tractores o bulldozers pueden

ser utilizados en el arranque y empuje del material más superficial hasta el borde del banco en

sistema de arranque y transporte. También, como una máquina de arranque, se puede utilizar

empleando el riper o escarificador, arrancando y extrayendo las rocas más débiles y superficiales

en donde la voladura no fuera necesaria. La distancia límite económica de arranque y arrastre

con tractor suele estar en unos 150 metros generalmente.

Es el caso de Andaluza de Minas en Alquife (Granada) que, para remover unos 14 millones de

m /año de aluviones, utilizaban los más grandes tractores disponibles que arrancaban, empujaban3

y transportaban hasta unas tolvas que alimentaban a largas cintas de transporte hasta el

vertedero (Rock-Belt).

II.- Mototraillas

Aunque su nacimiento y mayor utilización está en las obras publicas y civiles, también se pueden

emplear en algunas zonas u operaciones mineras para aquellos materiales blandos y muy bien

fragmentados hasta una granulometría de 30 x 30 cm. La distancia límite económica de transporte

con mototraillas está situada entre los 600 y 800 m. en material escarificable, y entre los 1.000 y

1.500 m. para terrenos sueltos de excavación directa.

Se emplean muy económicamente para la restitución del terreno y especialmente en el movimiento


de la tierra vegetal y también son muy útiles en las fases iniciales del desmonte con los materiales

muy alterados como fue el caso de Aznalcollar y Sabero o en la minería de los materiales blandos

como para la extracción de las arenas, los lignitos, los fosfatos y las bauxitas.

III.- Retroexcavadora con Volquete

Por sus especiales características de trabajo este sistema se suele utilizar más para la extracción

y limpieza del mineral que para la carga y transporte del estéril.

Las mayores ventajas de emplear una máquina del tipo de la Retroexcavadora son:

- Mejor limpieza del mineral, y por consiguiente, una menor dilución o mezcla del mineral con

el estéril, dado el mayor control y la facilidad de colocación del cucharón de la máquina

en el frente del banco, así como por el uso de unas especiales cucharas o aditamentos

para el arranque, la limpieza y la carga.

- Al poder permanecer la Retroexcavadora y el volquete en un nivel superior, se puede

suprimir o retrasar la ejecución de la rampa de acceso al último nivel y así poder trabajar

en una zona más preparada y con menores problemas de arranque o de presencia de

agua

Como principales desventajas, podemos destacar:

- Se podría dar lugar a una inversión de las fases de descubierta y extracción del mineral

muy peligrosa a medio plazo para la mina.

- La capacidad de la cuba es generalmente muy limitada y también la longitud del brazo lo

que obliga a unos bancos más pequeños y unas producciones bajas, insuficientes en

general para mover los grandes volúmenes de estéril.

- El piso inferior puede quedar en peores condiciones, al ser el avance en retirada y no ver

el operador el frente directamente.

- El operador no visualiza el mineral tan frontalmente como con la pala o excavadora frontal,

con lo que se puede perder algo de selectividad.

IV.-Dragalina

Es la maquinaria más apropiada para el sistema americano de transferencia, y con su desarrollo

en capacidad está siendo empleada cada vez más en el fondo de algunas explotaciones de

método mixto. Este sistema es muy adecuado para el arranque y el vertido directo de aquellos

materiales de resistencia baja (menos de 40 MPa). Su operación viene a ser como la de las retro

excavadoras, pero con unas mayores dimensiones de cuba y de longitud del brazo.


Por las ya citadas características de los yacimientos en donde se puede y debe aplicar el método

de corta, se descarta en general la utilización de este sistema, excepto para los últimos metros del

fondo de la explotación. En estos casos se tendría que extraer tanto el mineral como el estéril,

pudiéndose producir una dilución del mineral y, obviamente, un bajo recobro para las capas

estrechas, debido al gran tamaño, al poco control y a la forma de maniobrar, por lanzamiento, del

cucharón.

Aunque este sistema es muy competitivo en costes con el mixto constituido por excavadoras y

volquetes para los últimos metros de la explotación, suele rechazarse en base a ciertas

consideraciones prácticas de duplicidad de maquinaria, salvo en las grandes operaciones de

ultramar, nuevas y con unas grandes reservas.

V.- Excavadora/Volquete (Pala/Volquete) *

Dentro del método de explotación por corta, el sistema cíclico de carga diferenciada con pala o

excavadora y de transporte con volquetes mineros es el llamado convencional, siendo muy

práctico, bien ensayado y probado en todo el mundo. Las características principales de este

sistema son:

- Gran flexibilidad operativa para imprevistos cambios de tajo o del material.

- Rango de distancias económicas muy elevada.

- Alta fiabilidad y disponibilidad mecánica del sistema

- Fácil contratación de la maquinaria por su similitud con la utilizada en la Obra Pública.

- Buena selectividad entre mineral y estéril, pudiéndose separar muy fácilmente los

diferentes materiales de una explotación.

Como normas habituales en el dimensionado y el diseño del equipo principal, en este sistema

convencional, se deben considerar o recomendar las siguientes:

- Una máquina perforadora por cada excavadora si no se realiza el arranque directo. Una

equilibrada relación en tamaños está en 1" de diámetro del barreno de perforación por

cada m de capacidad de la cuba de la cargadora.3

- Una excavadora para cada tipo de material o para cada banco siendo de una menor

capacidad la máquina dedicada al arranque del mineral, por su menor producción y su

especial selectividad, que la máquina de carga del estéril, cuyo objetivo es el menor coste,

lo que en general se obtiene con la mayor cuba.


- Tres o cuatro volquetes por cada excavadora, lo que es función de la longitud y del perfil

del transporte y de la capacidad del camión, pero que deben estar equilibrados con la

capacidad de la cuba. Una buena relación está en el orden de unas 10 t de capacidad de

transporte por cada m de capacidad de la cuba de la cargadora o que el ciclo de llenado3

de la unidad de transporte sea entre 2 y 3 minutos.

- Para la limpieza del techo de las capas de carbón o de horizontes mineralizados similares

y antes de arrancarlas y cargarlas con palas u otras máquinas, se pueden utilizar las retro

excavadoras, tanto para la limpieza del techo y muro como para después de la carga. En

estos casos de capas estratificadas la máquina retro debe ir equipada con una cuchara

con hoja plana para la mejor limpieza y tener el suficiente alcance para poder realizar el

trabajo en toda la altura del banco.

- Tractores de orugas, de neumáticos y motoniveladoras en número suficiente para el

mantenimiento de las pistas y para limpieza en general, especialmente de las áreas de

carga de la excavadora y del mantenimiento de los vertederos. Los tractores de orugas

se emplean para nivelar los baches de al menos 1 yarda (0,90 m) de altura, los tractores

de neumáticos para los baches de hasta 1 pie (0.30 m ) y la niveladora para arreglar y

terminar las superficies de bancos y pistas con baches de hasta 1 pulgada (25,4 mm)

- Camiones de riego para la eliminación del polvo en el tajo, pistas, caminos y vertederos

y para mejorar el ambiente de toda la zona de trabajo.

- Compactadores, que se emplean en la construcción o en el mantenimiento de pistas, de

terraplenes y en ocasiones en los vertederos o vacies, para así reducir el volumen ocupa-

do y mejorar la estabilidad final.

- Talleres móviles y de servicios para la maquinaria pesada y fijos para las máquinas más

sencillas y móviles (volquetes, palas, tractores, etc).

- Estaciones de servicio para el repostado de consumos.

Se trata, pues de un método y sistema más complejo por el gran número de los elementos, pero

mucho más flexible y por ello muy popular en la minería moderna.

Secuencia de ataque o frente de explotación

Dentro del método convencional de explotación por un banqueo descendente o corta, puede

efectuarse el ataque o secuencia de avance en tres direcciones, principalmente en el caso de los

yacimientos de los minerales sedimentarios con una morfología longitudinal y alargada, aunque


PERFIL TRANSVERSAL EN UNA EXPLOTACIÓN LONGITUDINAL

es valido para cualquier tipo, pues siempre existe una dirección preferente y de mayor longitud.

(Determinar la elipse de las direcciones en los yacimientos de carbones, fosfatos, filones

metálicos, etc). Estas secuencias de avance son:

A.1.- Explotaciones longitudinales (paralelas al rumbo).

A.2.- Explotaciones transversales (normales al rumbo).

A.3.- Explotaciones diagonales o mixtas (en ángulo con él).

A.1.-Explotación longitudinal

Este tipo de secuencia o avance de la explotación consiste en llevar la operación de arranque

en unos bancos paralelos a la dirección de las capas o de los filones.

El desmonte se debe iniciar en las cotas superiores del yacimiento, atacando en toda su longitud

y progresando de techo a muro del paquete mineralizado. Una vez que el banco superior haya

avanzado una distancia que se estimará como suficiente, se puede iniciar el arranque en un nuevo

segundo banco, a una cota inferior, progresando igualmente de techo a muro, y así sucesiva-

mente hasta llegar al fondo proyectado de la corta.

Una variante que se emplea en algunas ocasiones, consiste en dividir la longitud total del frente

de cada banco, en módulos, realizándose la excavación en cada uno de estos de una forma

desfasada en el espacio. Así pues, en el primer banco se inicia la explotación de un segundo

modulo simultáneamente con el arranque del primer modulo del segundo banco. De esta forma

el frente global de trabajo está constituido por tantos frentes parciales como bancos existan, es

decir para dos bancos, dos frentes ( B + B ), para tres bancos, tres frentes ( C + C + C ) etc.1 1 2

cuya disposición espacial resulta de forma escalonada. Este sistema, permite en algunos casos

tener un mayor margen de flexibilidad para regularizar los ratios parciales de la explotación, y al

mismo tiempo lograr una homogeneización o una mezcla de las calidades del mineral en la propia


PLANTA EN EXPLOTACIÓN LONGITUDINAL RECTA O ESCALONADA

mina por proceder de varias capas o filones de distintos niveles.

Las principales ventajas de esta forma de ataque son:

- Rápido acceso al mineral en varios frentes o capas, con un menor desmonte inicial.

- Facilidad para abrir frentes largos, lo que podrá dar una producción de mineral más

flexible para así responder a las variaciones de la demanda.

- Posibilidad de trabajar en un gran número de bancos.

Las mayores desventajas de esta solución, son:

- Los taludes finales serán poco seguros porque una vez acabados tendrán que

permanecer abiertos hasta el final de la explotación.

- Las variaciones en la producción de mineral dependerán de las potencias de las capas

y de las dimensiones relativas de las intercapas o intercalaciones de estéril entre capas.

- Mayor dificultad en la ejecución de la mezcla de minerales para lograr un control

homogéneo de la calidad, aunque menor en el caso de utilizar la variante.

- Imposibilidad de empezar a rellenar el hueco final de la explotación en una primera etapa,

lo que hará más problemática la ejecución de la restauración final del terreno minado.

Como se observa en la figura adjunta, la perforación y voladura, cuando es necesaria, se tiene


ARRANQUE EN FORMACIONES DE CAPAS CON LA SECUENCIA DE ARRANQUE LONGITUDINAL

SECUENCIA DE UNA EXPLOTACIÓN TRANSVERSAL DE CAPAS U HORIZONTES

que llevar vertical o aun mejor, inclinada hasta casi la vertical del pie de la capa o filón y el último

volumen de estéril con una forma de prisma triangular, se tendrá que arrancar bien con:

- Perforación inclinada lo más paralela posible a la inclinación de la capa o filón y posterior

voladura.

- Con la misma excavadora, si la resistencia remanente de la roca lo permite.

- Ripado con un tractor con potencia y escarificador adecuados o con una Retroexcavadora

con un fuerte diente acoplado.

A.2.- Explotaciones transversales *

Esta secuencia comienza en un extremo del banco más alto y debe avanzar a lo largo del rumbo

de la formación. La cara de trabajo es normal a este y se extiende a todo lo ancho del banco

desde el talud de techo al talud de muro. Cuando se haya avanzado una longitud lo suficiente

como para permitir la operación y la movilidad del trabajo de los equipos mineros, se comienza el


SECUENCIA DE EXPLOTACIÓN DIAGONAL O MIXTA

segundo banco avanzando en él simultánea y paralelamente al anterior. Así se profundiza

sucesivamente hasta el fondo de corta proyectado.

Como es natural, aunque el avance de la mina es, en verdad, transversal, el arranque del mineral

se debe realizar siempre de techo a muro, siendo así más fácil su limpieza y selectividad,

reduciéndose la dilución que se produciría si el arranque se efectuara normal al buzamiento.

Las ventajas de esta secuencia de ataque son:

- Permite el relleno del hueco producido y por tanto la pronta restauración del terreno, muy

próximo al arranque del mineral.

- La estabilidad de los taludes es un problema menor, pues se protege realizando

rápidamente el relleno del hueco producido.

- Proporciona unos frentes más largos que en la secuencia del ataque por explotación

transversal, lo cual es una ventaja cuando se tengan que diseñar e incluir las rampas.

- Existe la posibilidad de efectuar unas mezclas de mineral, mejorando la homogeneidad del

producto minero.

La única desventaja práctica es que se retrasa el momento de efectuar el relleno, con respecto

a la secuencia anterior.

A.2.- Explotaciones en diagonal o mixta

Como solución intermedia que intenta conseguir las ventajas de cada secuencia y disminuir los

inconvenientes, está la secuencia o avance en diagonal, que tiene más de trasversal que de


ESQUEMA DE EXPLOTACIÓN CON RELLENADO EN UNA EXPLOTACIÓN DIAGONAL Y TRANSVERSAL

lonmgitudinal pero que aumenta notablementa la superficie o longitud de banco abierto y un

ataque a la capa, filón u horrizonte mineraliuzado más claro y con ello disminuye la dilución o

separación entre el mineral y el estéril.

Lentejones

Génesis primaria

Aluvión

PLATAFORMACONTINENTAL Zona de mareas Playa

ENTORNO DE FORMACION TRANSICIONAL DE UN PLACERZona aeólica

Dunas

Marea alta

Marea baja

Bedrock

Limite de la zona de acciónde las olas

AluviónLentejones deminerales pesados


EL ENTORNO DE LA MINERÍA HIDRÁULICA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL ENTORNO DE UN YACIMIENTOHIDRÁULICO

CAPITULO XX. MINERÍA HIDRÁULICA

Definición:

La minería hidráulica se puede definir bien como la extracción de los minerales en aquellos

yacimientos formados hidráulicamente o que están bajo el agua y también como aquella técnica

que utiliza el agua como una herramienta para el arranque o el transporte de los materiales.

La primera parte de la definición viene a aplicarse a la minería aluvionar o marina de aquellos

criaderos situados en:

+ Tierra - Cauces o paleocauces *

* Playas - < 10 m. lámina de aguaDepósitos hidráulicos *

* Lagos - baja lámina < 30 m.** + plataforma continental* Mar * off shore >30 y <300 m. . lámina profunda >300 m.

Para la segunda parte de la definición, el agua se puede aplicar en los siguientes procesos

mineros y con las máquinas que se citan:

+ + monitores hidráulicos * Arranque . corte a presión

Hidromecanización * * + bombas y tuberías. Transporte * cursos de agua

. canales


MINERÍA POR DRAGADO EN LAGO NATURAL O ARTIFICIAL

DRAGA AMERICANA DE DOBLE CABEZA DE CORTE

Sistemas operativos

Básicamente la minería hidráulica o aluvial es un método minero de cierta escala que utiliza un

sistema de arranque del mineral junto a la planta de concentración, situada sobre una plataforma

flotante; también es posible utilizar este sistema en aquellos casos, menos mineros, para la

reclamación de zonas pantanosas, dragado de puertos y de canales y para la obtención de

arenas, limos o lodos en los ríos o cauces próximos a las grandes ciudades.


Requiere esencialmente las siguientes características de los depósitos:

a) Disponibilidad de un material susceptible de poder ser arrancado y cargado directamente.

b) Un cierto tamaño y valor del depósito.

c) Unas características granulométricas finas del material.

d) Unas características impermeables del muro.

e) Una geometría adecuada del Bed-Rock..

Puede ser realizada por dos técnicas: en seco o con la presencia de agua.

+ Sistema + Dragas, rotopalas,.* continuo . minadores continuos

EN SECO *** Sistema + Dragaminas, palas, raspas,* discontinuo . excavadoras, mototraillas.

En estos casos se trata de una minería convencional por corta o descubierta de unos materiales

sueltos con el empleo de unos sistemas muy variados de maquinaria que se utilizan para extraer:

Placeres de minerales preciosos o pesados secos,

Fosfatos, Potasas,

Diamantes,

Graveras o extracción de áridos.

+ Cubas en rosario,+ Sistema * Cubas rotativas* continuo * Dragas * * Barcos-dragas,* . Cabeza cortante

CON AGUA ** + Bombas* * Grúas almejeras,* Sistema * Dragaminas,. discontinuo * Raspas,

. Retroexcavadoras.

En este segundo caso se utiliza el agua como una herramienta para arrancar y transportar el

material hasta la plataforma o barco que flota sobre la superficie del lago o del mar. La planta de

tratamiento puede estar situada sobre la misma plataforma y los residuos, en este caso vuelven

hidráulicamente al fondo o bien se puede transportar el material por una tubería hasta la planta

situada en la playa u orilla. Un ejemplo muy clásico para la extracción de Sn, W, Au y Ag, como

es el sistema empleado en Indonesia, Colombia y Alaska y otros países productores de minerales

pesados y valiosos.


No necesariamente el agua debe ser natural o propia del curso de un río, laguna o pantano, sino

que artificialmente puede crearse un lago o superficie de agua, siempre que el muro del criadero

o Bed-Roca sea básica y relativamente impermeable y la necesaria reposición de liquido sobre

los que flota la barcaza sea escasa y controlada.

El más antiguo sistema operativo de la minería hidráulica ha sido el clásico bateo manual realizado

por el hombre en el curso de los ríos y cauces para la recuperación de algunos minerales

pesados y de piedras preciosas, a través de una pequeña artesa metálica o de madera y que con

un ligero movimiento oscilante de la misma sirve para preconcentrar los metales pesados y poder

verter los estériles más ligeros. Es posible que un cierto sistema de minería hidráulica fuera

utilizado por los romanos en la explotación del yacimiento de oro de Las Médulas en la provincia

de León hace 2000 años.

De las aguas del mar Muerto también se han extraído, desde tiempo inmemorial, sales, minerales

de Br, Mg y fosfatos, que pueden entenderse como otras de las más antiguas técnicas de minería

hidráulica, aunque en verdad corresponde más a una minería de lixiviación con una evaporación

solar.

El ejemplo actual más importante de la minería hidráulica es la minería flotante por Barcos-dragas,

que con unas cabezas con norias con cangilones o con cabeza cortante o rozadora pueden

arrancar y extraer algunas arenas o rocas no muy resistentes que contienen metales pesados y

valiosos con leyes muy bajas, como Au, Ag, Sn, W, Ti o simplemente para minar otros materiales

de poco valor como arenas y gravas, que requieran en ambos casos un bajo costo de operación

(es la llamada Minería de los tres peniques) y también se puede utilizar este método minero en

algunas obras civiles para la recuperación de playas, pantanos, urbanizaciones o en la

Mineralurgia para el retratamiento de las presas de residuos.

No se suelen aplicar, en una minería clásica, las dragas de succión por tener una clara

selectividad negativa, al extraer, preferentemente, el material más ligero y dejar en el fondo el más

pesado, que en muchos casos es el mineral buscado. La tendencia moderna en la minería por

Dragas es hacia el arranque directo y continuo del material con cabezas cortantes construidas con

dientes y cubas de materiales muy resistentes al desgaste, y que con bombas de sólidos

acopladas en la propia cabeza y a través de tuberías, normalmente forradas de goma, transportan


hasta la planta de proceso el material dragado, estando ésta situada sobre el barco-draga o bien

a través de una tubería flotante por el lago, hasta la orilla en la que se encuentra la planta de

tratamiento.

Lo verdaderamente básico de este método de minería es lograr una buena limpieza del Bed-Rock

ya que en su contacto con el muro es donde se pueden encontrar las pepitas o los granos de

mayor valor en el caso de los minerales preciosos o pesados, que es su mayor aplicación. Si se

puede y debe emplear la draga de succión para la extracción de las arenas y tierras sin valores

metálicos. Así se debe destacar a Holanda, que es la reina del dragado y del movimiento de estos

materiales arenosos por sistemas continuos, para la propia construcción y defensa del país, lo

cual les ha dado una avanzada tecnología, que en parte procedía de la explotación del estaño en

su antigua colonia de Indonesia (Billiton).

La importancia de esta minería

Actual:

Es un método minero muy importante para la explotación de substancias pesadas. Oro, Plata,

Estaño, Wolframio, diamantes, Titanio y otros minerales valiosos y pesados. Modernamente en

Alaska, Colombia y Malasia se utilizan barcos-dragas de hasta 20.000 t de peso muerto y con

unas potencias de más de 20.000 kW, a pesar de no llevar nos motores de traslación, sino que

efectúan ésta a través de los cables tensores de avance o retroceso.

También es un método empleado, mediante el bombeo de los sólidos hasta el sluice o jig desde

los huecos o excavaciones practicados en las playas u orillas de ríos, lagos o pantanos, en las

explotaciones de oro. Es muy habitual en Venezuela y Brasil para la explotación del oro del

Orinoco y la Amazonia por los "garimpeiros", con un nivel tecnológico anticuado y bajo, combinado

con la amalgamación por mercurio, como muy probablemente ya minaban aquella zona los

antiguos mineros españoles desde el siglo XVI.

Con la minería hidráulica se pueden obtener unos costos muy bajos e extracción por m al poderse3

mecanizar y automatizar los procesos de arranque y de transporte, lo cual permite trabajar unas

leyes bajísimas del mineral (ppb para el Au y Sn, W y diamantes), así como separar las arcillas

y los caolines de las arenas más gruesas por una simple sedimentación o por una diferenciación

de las resistencias en el arranque a través de los grandes monitores hidráulicos con unas


presiones de hasta 24 Bar y caudales de 10 m /minuto con una boquilla de 150 mm de diámetro.3

También se puede realizar mediante el arranque hidráulico la explotación de algunas substancias

ligeras como: fosfatos, caolines, sales, arenas y gravas de playas mineralizadas, a través de unos

monitores y por el bombeo de la hidromezcla hasta la planta de ciclonado o inicio del tratamiento

mineralúrgico. Es el caso de la técnica utilizada por la "English China Clay" para la explotación del

Caolín en Cornwall, cuyo dominio tecnológico desde hace más de un siglo les ha dado un cierto

grado de control del mercado mundial.

Futuro

Unas importantes aplicaciones mineras, en vías de Investigación y Desarrollo aplicado, en el

momento actual, son para:

- El empleo de "Water Jet Cutting System" o chorro de agua a presiones superiores a los

2000 Kg/cm para el corte de las rocas ornamentales o arranque de rocas, pero no,2

todavía, en la explotación minera sino en las fases finales de tableraje o de corte de

formas especiales.

- El aprovechamiento de los Fondos marinos de sedimentos y nódulos metálicos hasta 2000

m de profundidad. Es el caso del fondo del Mar Rojo y de ciertas zonas del Océano

Pacífico y del Atlántico. El proyecto" Atlantis" en el Océano Atlántico es una aventura

tecnológica en "joint venture" entre algunas grandes compañías mineras de E.E.U.U.,

Japón, Reino Unido y Alemania para la extracción de los minerales metálicos del fondo del

mar a una profundidad de más de 2500 m de lámina de agua, a través del sistema clásico

de barcos-dragas, como se puede observar en el esquema adjunto.

Existen actualmente grandes problemas jurídicos de los "Derechos del Mar" para obtener las

concesiones de las posibles explotaciones en las aguas internacionales. La gran ampliación de

los límites territoriales de algunos países ribereños obedece a un intento de proteger sus fuertes

intereses mineros económicos frente a la libertad de los mares que reclaman los países más

desarrollados. Es un tema que lleva 20 años de discusiones en las Naciones Unidas entre los

países más desarrollados, que tienen la tecnología, y algunos países, que creen tener los

derechos sobre los mares que los bañan, pero que son incapaces tecnológicamente de explotar

sus propios recursos por falta de medios.


ESQUEMA DEL PROYECTO ATLANTIS II PARA EXPLOTACIÓN DE NODULOSMETÁLICOS EN LOS FONDOS MARINOS


CAPITULO XXI. MINERÍA QUÍMICA O POR LIXIVIACIÓN

DEFINICIÓN

Se trata de un método minero para lograr la extracción de un mineral soluble mediante la disolu-

ción de la roca o parte de ella, por un reactivo, que lo pasa al estado líquido, para ser manipulado

por bombas y tuberías, y llevarlo a una planta en donde se procede a precipitar o condensar al

estado sólido. Dada la importancia del tema y de las sustancias que se tratan por esta vía el

I.T.G.E ha editado un Tratado de Minería Química que puede servir de bibliografía básica.

1.- PROCESOS O SISTEMAS DE LIXIVIACIÓN * *

Entre los minerales extraibles por lixiviación destacan el Au, Ag, Cu, U, sales y azufre, lo cual

refleja que si estos lo son, todos los minerales podrían serlo, pero no todos pagarían el proceso

o el reactivo. Industrialmente. Existen varios procesos de lixiviación estática y dinámica, cuya

utilización depende de la riqueza y de las características lixiviables del mineral, ya que no es lo

mismo recuperar uno de gran valor como el Au y la Ag, que extraer una sal común o un azufre de

menor valor y en donde no importa tanto la recuperación como el costo operativo.

Dentro de los procesos estáticos y en orden de menor a mayor complejidad y complementa-

riamente tenemos:

- Lixiviación en el mismo yacimiento ("In situ Leaching").

- Lixiviación en vacies, sin trituración. ("Dump Leaching").

- Lixiviación en eras o montones. ("Heap Leaching").

- Lixiviación en cámaras o piscinas ("Vat Leaching").

- Lixiviación en plantas con agitación ("Dinamic Leaching").

Como técnicas operativas de la lixiviación se pueden utilizar los siguientes procedimientos:

- La inundación discontinua ("en sitio") para mejorar la reacción por el efecto de aireación-

oxidación.

- La inundación continua en cámaras o tanques aireados.

- El riego por aspersión (percolación) en vacies o eras.

- El "curado" en cámaras o tanques, con unos reactivos naturales como el aire y el tiempo

o menos naturales como la utilización de bacterias para cambiar el estado químico de la

sustancia soluble o de su entorno.


LIXIVIACIÓN IN SITU POR SONDEOS

LIXIVIACIÓN POR SONDEOS DE UN HORIZONTE MINERALIZADO

Así tenemos como unos ejemplos típicos de la lixiviación "in situ" la inundación de las minas

metálicas abandonadas en el suroeste ibérico que, tras un período más o menos largo de tiempo,

llegan a obtener una disolución concentrada del metal y por bombeo posterior hacia unos canales

de precipitación, puede extraerse la cáscara de cobre o también la lixiviación, con o sin voladura,

mediante sondeos de inyección y de extracción, en el mismo yacimiento de potasas o sales, y en

cierto modo, aunque no sea exactamente por disolución, la extracción del azufre por el método

Frasch en los profundos yacimientos del Golfo de Méjico.


TÉCNICA DE GASIFICACION DE CAPAS DE CARON EN EL REINO UNIDO

Otro ejemplo de lixiviación fisico-química es la extracción del carbón por técnicas de gasificación

"in situ", de los que se están realizando ensayos en Rusia, USA y Reino Unido, y modestamente

con ayuda comunitaria en Aragón

La lixiviación en los vertederos, se aplica a aquellos minerales marginales, como por ejemplo los

de cobre ó los minerales oxidados de baja ley, por el método de riego por percolación en grandes

extensiones de materiales rocosos prácticamente sin necesidad de una preparación mecánica

adicional. Para los minerales de cierto valor, pero con una riqueza o un tonelaje insuficientes para

pagar el costo energético de una reducción de tamaño o la construcción de una planta, se puede

emplear la lixiviación por riego en eras o montones ("Heap Leaching"), hoy día muy de moda, para

los yacimientos de cobre, uranio, oro, etc., especialmente en Nevada, Australia y algún caso en

España. (Tharsis y Rodalquilar para oro y Ciudad Rodrigo para el Uranio).

La lixiviación en grandes cámaras o piscinas, se lleva a cabo cuando el proceso químico requiere

una cierta reducción en tamaño para liberar o exponer el grano de mineral o por la necesidad de

un cierto control de temperatura para que no haya pérdidas de calor o heladas como puede ocu-

rrir por el sistema de percolación en eras. Existen dos alternativas: construcción de las cámaras

en la propia mina ("in situ") o en unos depósitos en el exterior de la mina, pero muy próximos a

ella. Un ejemplo histórico de la lixiviación en depósitos recuperables es el antiguo método del

Patio, utilizado en Méjico para la recuperación de la plata a través de la amalgamación con el Mer-

curio en tiempos de la colonia española.


SECUENCIA DE LA EXPLOTACIÓN EN ERAS *

Por último y como nuevo método de lixiviación estática existe, también, el llamado "curado" ("TL

Leaching") que consiste en aglomerar el mineral, gruesos y finos, con algún agente de lixiviación

natural o bacteriano. El mineral húmedo se prepara y deja curar por horas o días y después se

somete a la lixiviación en tanques. De esta forma se pueden llegar a obtener soluciones de 3 a

5 veces más concentradas y en un mucho menor tiempo, lo cual debe suponer un notable ahorro

económico del proceso.

En cuanto a la técnica de lixiviación dinámica es la que se realiza a través de la agitación mecá-

nica o neumática de una pulpa de sólido-líquido en tambores-recipientes o mediante la agitación

convencional en espesadores contracorriente, lo cual requiere una reducción a tamaños finos.

Las condiciones del proceso exigen mucha más energía y más costo, pero por contra, se obtiene

una mayor cinética (más rápida recuperación y un mayor porcentaje de extracción), por lo que

se emplea para los minerales ricos de oro, plata y uranio.

Punto fundamental en la economía de todo proceso de lixiviación es el agente lixiviante y en

especial su consumo final, recuperación y precio, con la definición del proceso químico y de las

ecuaciones estequiométricas, así como de los factores de concentración, temperatura, pH,

potencial Redox, etc., sin olvidar el factor biológico de los posibles microorganismos que puedan

existir en el agente lixiviante, que han dado lugar a la llamada Biolixiviación, muy popular hoy día

para el tratamiento del oro, plata, cobre y uranio.


2.- CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Una de las grandes ventajas del método de minería química o por disolución está en la posibilidad

histórica de comenzar a una pequeña escala con la inversión y gradualmente se va expandiendo

el tamaño y mejorando la recuperación pasando hacia sistemas operativos más perfeccionados

tecnológicamente. Así los 5 sistemas operativos clásicos no son opuestos, sino que en muchas

operaciones han sido complementarios y sucesivamente empleados, a medida que se iban

dominando los parámetros y se tomaba la decisión de innovar, mejorando esencialmente la

preparación del mineral para conseguir una cinética mayor, lo que compensaba la mayor inversión

necesaria. Una clasificación lógica en el tiempo y en función de los parámetros mineros básicos

nos da el siguiente cuadro:

SISTEMA PREPARACIÓN COSTO DE COSTO DE RECUPERACIÓN DEL RECUPERACIÓN TIEMPO

DEL MINERAL INVERSIÓN OPERACIÓN YACIMIENTO MINERALÚRGICA

En sitio Fracturado Medio Muy bajo Bajo 40 - 50% Años

Vacie o Volado o Mínimo Bajo Bajo 30 - 60% Años

vertedero directo

Eras o Pilas Trituración Medio Medio Medio 60 - 70% Meses

primaria

Depósito Trituración Alto Medio Medio 70 - 80% Días

secundaria

Dinámica Molienda Elevado Alto Alto 80 - 90% Horas

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE LIXIVIACIÓN

Si al crecer el ritmo de la extracción minera, se va complementando con una mejor planta de

preparación y una disposición más ordenada del mineral que en los primeros momentos, el

proceso químico se va introduciendo más en la propia minería, alcanzándose un mayor nivel de

desarrollo tecnológico por un mejor control de todas las variables y lográndose así una mayor

recuperación aún a costa de una mayor inversión y de un costo operativo más elevado.

Generalmente y para los productos mineros valiosos como oro, uranio y cobre, está inversión está

más que sobradamente compensada por un mayor recobro del producto y una mayor vida y

aprovechamiento del yacimiento. Así en la faja pirítica de Huelva se comenzó por la natural

utilización de las aguas cobrizas que desaguaban de las operaciones mineras bien de interior o

de cielo abierto como si de un residuo se tratara, para recuperar su residual contenido en metal

o para regar con ellas los vertederos de minerales marginales de poca ley y lograr un enriqueci-

miento secundario. Posteriormente se pasó a la construcción de las pilas o montones de mineral

calcinado (oxidado) y triturado para lograr una mayor recuperación. Finalmente se llegó a la

construcción o ejecución de unos grandes depósitos de mineral con poca altura para regarlos o


inundarlos logrando unas mayores recuperaciones de cobre con unos costos más competitivos

y con una menor necesidad de personal. Tan sólo, en el caso del cobre, faltó la última etapa de

una lixiviación dinámica al estilo de lo que años después se realizó para el oro y la plata contenido

en los antiguos vertederos de gossans.

Similar caso ocurrió con la explotación de Shirley Bassin de la "Utah Construction and Mining Co.",

que pasó de una inicial explotación de cobre "in situ" por sondeos en el Estado de Wyoming,

desde 1960 a 1969, a un posterior sistema convencional por cielo abierto con una mayor

recuperación del yacimiento, y un tratamiento por lixiviación en depósitos del mineral regado con

aguas ácidas preparadas y controladas.

Parecido podría ser el ejemplo de Saelices el Chico para la recuperación del Uranio de la cuenca

española de Ciudad Rodrigo en Salamanca y probablemente otros ejemplos similares se podrían

citar para las sales próximas a Madrid, Burgos y Alicante, y para la extracción del carbonato sódico

de Solvay en Torrelavega, lugares en donde al cabo del tiempo se ha ido pasando de unos

sistemas lentos y con poca recuperación a otros sistemas más caros, pero con menores tiempos

y mejores porcentajes de recuperación.

Puede concluirse que el avance tecnológico en la lixiviación está en conseguir una mejora de

recuperación del metal o sal al tiempo que se acelera la cinética del proceso mediante una mayor

inversión, al explotar de una forma más convencional de laboreo el yacimiento y preparar mejor

la mena en base a exponer más cantidad del mineral en la superficie atacable. Por ello y en contra

de la creencia normal, la minería química tiene más su futuro en una expansión de la minería

clásica y convencional para seguir con un tratamiento químico mucho más controlado en las

entradas y en los residuos, que en la propia introducción de los mismos lixiviantes en el

yacimiento, cuyo máximo aprovechamiento y recuperación debe ser la mayor exigencia del minero

tras la siempre difícil labor del geólogo en lograr su descubrimiento.

Evidentemente no debe evitarse el realizar el cálculo económico del valor no recuperado en el

residuo contra la inversión y costo de descubrir el mineral y explotarlo más racionalmente para

lograr su recuperación y venta. Una breve descripción de los sistemas mineros según esta

clasificación, es el objeto de este tema, subdividiéndolo en los siguientes tipos de minería:


+ Sin fragmentación + Sin transporte del mineralLixiviación en sitio * Con fragmentación . fuera del yacimiento

. Por soluciónLixiviación en vertederos + Con operación minera convencional y selectivaLixiviación en eras * de arranque, carga y transporte de mineral y estéril Lixiviación en depósitos . y alguna preparación del mineral.Lixiviación dinámica

3.-SOLUCIONES LIQUIDAS *

El riego de los vertederos se puede realizar fundamentalmente por tres procedimientos, bastante

similares a las técnicas del riego agrícolas.

a) Por inundación o canales de riego.

b) Por aspersión.

c) Por distribución de goteo o sondeos.

Los líquidos proceden normalmente de tres fuentes:

1) De aguas de viejos minados o vertederos.

2) De aportación nueva o de lluvias.

3) De recirculación del sistema.

Las cantidades de riego, lógicamente variables, deben estar en el orden de unos 10 litros por hora

y m (variando entre 2 y 20) y la forma de aportarlas controladamente al terreno, aunque varia en2

cada operación, dependiendo de los niveles de la inversión y del costo operativo, podemos

clasificarla según el siguiente cuadro:

Forma de riego Inversión Operación Recomendables en caso de:

Inundación Mínima Barata Exceso de agua

Canaleo Barata Media Sustancias poco valiosas

Aspersión Media Media Mayor recuperación

Goteo Alta Media Escasez de líquidos y bajas temperaturas.

Sondeo Elevada Barata Materiales difíciles

El método más recomendado y normalmente más empleado es el riego por aspersión, a pesar de

ser el que genera una mayor cantidad de ion férrico u otros no deseables, lo que obliga en ciertos

casos a precipitar y eliminar las sales férricas. La efectividad del método viene dada por obtener

una mejor recuperación al combinar mucho más efectivamente los necesarios efectos de oxidación

- aireación y mayor contacto superficial con el mineral. Cuando el líquido o solución lixiviante sea


escaso, como ocurre en las zonas desérticas, es recomendable la utilización del goteo para evitar

la fuerte evaporación del sistema de aspersión, pudiendo reducirse el caudal de riego hasta unos

niveles de 4-5 litros/hora/m para conseguir el mismo efecto de recuperación en tiempo. A veces2

también se emplea el goteo enterrado, en los lugares de largos períodos de heladas, como es el

caso de Canadá.

En los casos de provocarse un excedente de líquidos en el sistema podemos provocar una fuerte

evaporación para eliminar agua del sistema y para ello, un excelente modo es el riego por

aspersión e incluso el riego de superficies de minas a cielo abierto, caminos y zonas de posible

mineralización para luego recuperar esas aguas en diques que obtengan una alta relación

superficie / altura, que enriquecen su contenido por simple evaporación. Especialmente en los

casos de las sales puede llegar a ser el propio sistema de cristalización o precipitación e incluso

en el cobre puede ser un excelente medio de eliminar aguas férricas, mediante la producción de

sulfato.

4.-MINERÍA DE LIXIVIACIÓN DINÁMICA (DINAMIC LEACHING)

En los apartados anteriores, el método de lixiviación ha sido llevado a cabo en una forma natural,

dándole el tiempo y contacto para poder proceder a la disolución de la sustancia buscada. Si el

proceso es acelerado, dinamizado por medios físicos, químicos o biológicos, entramos en el

campo de la lixiviación dinámica, que en general se lleva a cabo en unas plantas de depósitos y

conductos fuera de la misma zona del yacimiento.

Esta técnica se aplica desde el caso del tratamiento del oro por Pachucas en Sudáfrica, Rusia y

Riotinto, hasta el proceso más complejo de la "Digestión" de la bauxita para transformarla en

alúmina. Los sucesivos intentos, hasta ahora no desarrollados ni confirmados, de un tratamiento

hidrometalúrgico de los minerales complejos del Suroeste Ibérico es, probablemente, el más

avanzado, difícil y problemático campo de lixiviación dinámica (a presión y temperatura), en donde

se encuentra el límite actual de este sistema no sólo por razones económicas, sino también de los

avances de la ingeniería de materiales y procesos.

Ciertamente, en el caso de la lixiviación dinámica, la minería alcanza su más alto desarrollo

químico utilizando unas técnicas más propias de laboratorio que de grandes plantas de

concentración física, hasta el punto de que la inversión en la planta de lixiviación podrá llegar a


superar entre 3 y 6 veces el valor de la propia inversión en la explotación y en el descubrimiento

del yacimiento. Obviamente, la planta incluye no sólo el propio proceso de lixiviación, sino también

los mismos procesos de recuperación de los metales o sustancias valiosas y del tratamiento de

los efluentes líquidos y sólidos para mejorar el medio ambiente, ya que puede llegar a ser una

minería altamente contaminante.

Justamente por las elevadas inversiones que la lixiviación dinámica requiere, es preciso obtener

elevadas recuperaciones que compensen aquellas. Al mismo tiempo el factor de economía de

escala hace más difícil la modularización que era una de las característica de los sistemas

anteriores de minería química. La existencia de patentes en los procedimientos, técnicas, materia-

les y reactivos específicos, eleva también el mínimo ritmo o caudal, todo lo cual obliga a disponer

de un volumen elevado de reservas de mineral para justificar la decisión de llegar a la lixiviación

dinámica. Por el contrario, cuando la planta está construida, algunos de los recursos marginales

pueden convertirse en reservas explotables dado el alto rendimiento mineralúrgico que se alcanza

en estas plantas, ya que de acuerdo con la definición de ley de corte:

ΣC L = Ley de cortec

l = ---- ΣC = Suma de costosc

P .η P = Precio unitariou u

η = Rendimiento global

la mejora del rendimiento permite reducir la ley de corte del mineral a tratar.

Se puede, pues, calificar la lixiviación dinámica como el objetivo final del proceso minero de

extracción de minerales que son solubles en algún tipo de líquido con o sin reactivos. Es el final

de aquel proceso que se inició normalmente en la propia naturaleza al disolverse en agua el

primero de los minerales, la sal del mar. La técnica minera, apoyada cada vez más en el avance

de la química, ha ido introduciendo unas mayores posibilidades en la recuperación de sustancias

anteriormente inimaginables. Como la base fundamental de la técnica de lixiviación es el contacto

superficial entre el solvente y soluble, en la aplicación dinámica, la preparación mecánica del

mineral alcanza los límites máximos, llegándose a unas granulometrías muy finas para lograr la

máxima exposición superficial del grano en la estructura de la matriz, de tal forma que puede ser

atacado por la solución. De ahí que no sea suficiente con una trituración más o menos fina, sino

que es preciso llegar a un gran nivel de molienda y remolienda, lo cual a su vez puede provocar

la existencia de unos tamaños ultrafinos que complican el posterior manejo de pulpas y líquidos.


Desde el punto de vista de explotación minera la mayor dificultad está en conseguir una

regularidad en las calidades físicas y químicas de los minerales a suministrar a la planta de

conminución y lixiviación. Se ha llegado a unos esquemas muy precisos de almacenamiento y

homogeneización en el parque de la explotación para realizar una política de mezclas que aporta

un producto de calidad muy constante en sus características de tratamiento, pero, esencialmente,

se exige una minería muy selectiva a través de una planificación temporal y espacial muy

detallada, con malla muy cerrada, geoestadística y análisis químicos y físicos muy frecuentes. Un

ejemplo de una planta moderna de lixiviación dinámica, con proceso difícil, eficiente operación y

buenos resultados metalúrgicos, era la Planta de Cianuración de Gossan de Riotinto, para la

recuperación de oro y plata.

En algunos casos, se puede combinar el método de la lixiviación dinámica para los materiales finos

y ricos con una lixiviación en eras o depósitos para los minerales gruesos y pobres como es el

caso del nuevo proyecto Quercus en Saelices el Chico (Salamanca) para minerales de uranio.


-168-

CAPITULO XXII. MINERIAS ESPECIALES

Agrupamos en este capitulo algunos métodos o mezcla de ellos que por su poca importancia en

número de aplicaciones no han sido tratados en los anteriores capítulos, pero que tienen la gran

importancia de ser, en algún modo, los métodos que marcan la tendencia hacia el futuro de la

minería por su innovación y por las posibilidades de aplicación en los nuevos yacimientos

descubiertos y, también, para mejorar la recuperación global y económica de los mismos.

1.- MINERIA MIXTA

Se denomina así a la explotación minera que combina 2 o más métodos en el mismo tiempo y

yacimiento, aprovechando las ventajas y disminuyendo los inconvenientes de cada uno de los

métodos individualmente. Por ejemplo:

Dos métodos de cielo abierto - Banqueo y transferencia como en los casos españoles de

Puertollano y Meirama.

Un método de C.A. y otro interior - Contorno y Auger en la minería a cielo abierto del carbón

en Pennsylvania.

No se trata de establecer un método primero y el otro después en el tiempo, sino proyectados

y ejecutados al mismo tiempo, desde un principio, con una planificación anticipada para el

mejor aprovechamiento del criadero y para extraer más mineral a un menor costo y permitiendo

utilizar algunos servicios comunes como:

- Infraestructura. Accesos. Energía y agua.

- Drenaje y desagüe.

- Ventilación o reducción de circuitos.

- Transporte interno o exterior.

- Mantenimiento y talleres.

- Plantas de trituración o de tratamiento mineralúrgico y presas de residuos.

lo que significa las siguientes:

VENTAJAS:

- Reducción de los costos de inversión y de operación por tonelada de mineral.

- Reducir la necesaria inversión en infraestructura para una mayor producción.

- Permitir una producción flexible con una base constante de la producción de interior y más

variable de la del Cielo Abierto.

- Aprovechar mejor el yacimiento en profundidad.


-169-

EXPLOTACION POR INTERIOR Y CIELO ABIERTO EN RIOTINTO

SUPERCANTERA EN LA COSTA ESCOCESA

- Mezclar leyes y calidades de minerales diferentes.

- Defenderse de las inclemencias climatológicas.

- Mayor vida de la explotación por una recuperación mayor de las reservas de mineral.

- Posibilidad de utilizar parte del estéril del c.a. como relleno del interior.

ALGUNOS EJEMPLOS REALES:

- Método de contorno y de tajo largo en la minería de capas de carbón o similares.

- Método de corta y de cámaras y pilares desde el fondo.

- Auger helicoidal con minería de contorno.

- Corta y riego de marginales por las aguas ricas, procedentes de la corta.

Adjuntamos algunos esquemas de casos reales antiguos y modernos.


-170-

EXPLOTACION POR CONTORNO

2.-MINERíA POR TERRAZAS

Es el método de explotación de los yacimientos en las laderas de las montañas que permite un

escalonamiento por un banqueo descendente hasta el valle, con una reducción de los problemas

de estabilidad de techo y con una más fácil salida del mineral a un nivel inferior, pero con una

mayor dificultad de encontrar los vertederos y de poder efectuar una correcta recuperación del

entorno a menos que se programe por medio de una transferencia lateral y se divida la secuencia

de explotación en módulos muy compactos.

Es un método muy popular en países de orografía compleja como es el caso del Norte de España

(Cerredo en Asturias) o de países vírgenes en donde es más factible encontrar los afloramientos

en colinas o montañas. Es el equivalente en la MCA del método de explotación por socavones de

la minería de interior. Puede deducirse que es un caso particular del método de corta a media

ladera habiéndose llevado la naturaleza uno de los lados, aunque también falta el mineral

correspondiente.

3.-MINERíA DE CONTORNO *

Es un método que combina la explota-

ción por el método de descubierta, con

la transferencia del estéril, con la situa-

ción a media ladera del método de terra-

zas, aunque con muy pocos bancos. Se

emplea fundamentalmente en la extrac-

ción de aquellas capas sedimentarías

muy horizontales que afloran en zonas

de colinas sinuosas. Es el caso de

Pennsylvania para los carbones y podría

serlo en España en las cuencas o zonas

de Mequinenza y Calaf. Debe de sepa-

rarse, en el proyecto, muy claramente el

nivel del límite económico de la MCA con

una minería de interior en la que se

puede aplicar una minería de Auger o de


-171-

tajos largos, tras la extracción a cielo abierto del mineral económico, pero al mismo tiempo y antes

de que se depositen en el hueco ya minado los estériles de la MCA.

Puede ser circular, que fue la secuencia inicial que le dio el nombre de contorno, pero también

se puede aplicar en forma longitudinal, transfiriendo los estériles al hueco creado por la explo-

tación del módulo lateral anterior.

MINERIA POR AUGER O HELICOIDAL

La extracción se realiza desde la superficie abierta de la explotación a cielo abierto con una

máquina de penetración en forma de una gran perforadora que porta unas barras de tipo heli-

coidal que, al tiempo que la boca penetran en la capa y la arrancan, extraen los trozos de mineral,

hacia el exterior, en forma de un gran sacacorchos, y en donde es transferido hacia un sistema

continuo de cinta o a un panzer para cargar los vehículos de transporte exteriores.

Se trata de un sistema extremadamente simple en donde sea posible utilizarlo, que combina el mé-

todo de corta con el de sondeos de gran diametro, para lo cual se requieren unas mínimas

características muy especiales del yacimiento como son:

- Capas de mineral muy horizontales y homogéneas

- Espesores de capa inferiores a 2 metros

- Techos y muros de estéril muy regulares y resistentes

- Mineral relativamente blando y fácil de penetrar

- Pocos fenómenos tectónicos.

La recuperación del yacimiento es casi siempre inferior al 50% de los recursos, ya que es preciso

dejar entre cada dos taladros o sondeos, como pilares, unas separaciones para sostener el

conjunto de la explotación minera. Por este método se extraen más de 20 millones de toneladas

de carbón en la zona de los Apalaches en U.S.A., en combinación con el mencionado método de

cielo abierto por contorno. Se están realizando ensayos y pruebas para aplicar este sistema a las

capas inclinadas de minerales blandos como en el carbón o en las sales, pero hasta el momento

no han dado los resultados económicos deseados.


-172-

MAQUINA Y PROCEDIMIENTO POR AUGER O HELICOIDE

5.-MINERIA COMBINADA Y ESTRUCTURADA

En esta parte tratamos de definir algunos de los conceptos modernos de la minería que, con toda

seguridad, van a ser importantes en los próximos decenios para los planificadores mineros de

todo el mundo.

5.1.- DEFINICION DEL CONCEPTO BELT O CUENCA.

Se entiende como Belt o cinturón al conjunto de los yacimientos de igual o parecido origen ge-

nético en una zona geológica concreta, llamada en castellano "cuenca minera". Se trata de una

provincia metalogenética en la que se presentan muchos yacimientos de una igual o muy parecida

génesis o formación, aunque puedan mantener algunas y ciertas diferencias internas de la

estructura, ley, granulometría, tamaño de grano y otros.


-173-

La esencia misma del concepto "cuenca" presupone la superación del clásico concepto de la mina

como un caso aislado y raro y por el contrario aparece la "anormalidad de la individualidad". Es

decir, lo verdaderamente raro esd que se haya producido tan solo un yacimiento, pues si se han

dado las condiciones geológicas y ambientales para producirse uno, es normal que se dieran más

en una cierta y gran extensión, que geológicamente constituyó una frontera o una playa, por lo

que la investigación debe de buscar la continuidad de los primeros yacimientos en las extensas

proximidades geográficas del inicial cuerpo descubierto.

Existen muchos ejemplos mundiales de cinturones o de cuencas mineras que han dado lugar,

precisamente, a las áreas mineras más famosas del mundo como son aquellos casos de:

- El Mesabi Range en USA para el Fe,

- el Ruhr en Europa para el carbón,

- el Suroeste Ibérico (Huelva) para los minerales polimetálicos,

- Arizona, Méjico, Perú y Chile para el Cu, el Mo y la Ag,

- Nevada y California para el Oro,

- el Witswaterand de Sudáfrica para el oro y el platino,

- Zambia y Katanga para el Cu y el Co,

- Marruecos y Túnez para los Fosfatos con uranio,

- Golfos Pérsico y de Méjico para el Petróleo,

- Donetz y Dombass en Ucrania para el Carbón,

- Krivoi Rog en Ucrania para Hierro y Molibdeno

- Tejas, Oklahoma y Luisiana para el Petroleo

Las Cuencas de Asturias, León, Andorra, Berga y Peñarroya para el carbón y de Bilbao y el

Marquesado para el hierro y de Cartagena y Linares para el plomo y plata, Almadén para el Hg,

Río Tinto y Tharsis para Cu, Au y Ag, etc, son algunas de las cuencas históricas y reales en el

caso español, que dieron la fama a nuestra península y que en el momento actual podrían

extenderse a otros minerales más modernos como en los casos de Ciudad-Rodrigo para el Uranio

o de Granada para la Celestina.

La existencia de un Belt o de una cuenca provoca, muy lógicamente, la necesidad de tener que

ampliar el concepto de una pura extracción minera para pasar a una necesaria transformación del


-174-

mineral "in situ" para poder alcanzar un mayor valor añadido, que será capaz de pagar un más

largo transporte y con ello lograr una mayor distancia de influencia del limitado mercado local del

producto minero vendible, que no será ya sólo el regional o el nacional, incapaces de absorber

tan gran capacidad de producción. Suele creerse, muy popularmente, que estas cuencas son las

mayores productoras del mundo de una sustancia mineral, cuando quizá sean tan solo las

grandes exportadores de un excedente de producción incapaz de ser absorbido por su pequeño

y limitado mercado propio. Son los casos famosos de Marruecos para el Fosfato, de Chile para

el Cobre, de Africa del Sur para el Oro o de Venezuela y del Golfo Pérsico para el petróleo, cuyas

capacidades de producción como cuenca son tan enormes que no pueden ser absorbidas por el

propio mercado interno.

5.2.-MINERIA EN COMBINADO. *

Se llama así al complejo minero-industrial que contempla el conjunto completo e integral de toda

la actividad minera, desde la investigación y la exploración pasando por la propia explotación y

el beneficio de una substancia mineral, para transformarla en un producto de un mucho mayor

valor añadido, hasta la misma comercialización, todo ello dentro de la misma cuenca, que por

contener unas grandes reservas en un cierto número de yacimientos separados, ha debido de

crear un centro o polo común de tratamiento, como puede ser una fundición, una térmica, un

concentrador o el conjunto de todos ellos. Se trata de una idea, de claro origen soviético, pero

que cada vez más está siendo aplicada con mayor énfasis en Occidente y en los nuevos países

en desarrollo. Son los casos de Endesa en Puentes y en Andorra para los lignitos, de Venezuela

en el río Orinoco para el Fe y el Al y posiblemente en un próximo futuro en Ciudad Rodrigo para

el Uranio.

Supone, en principio, llegar a establecer un cierto radio de acción, dentro del cual todos los

yacimientos pueden ser tratados en una misma planta de concentración o beneficio. Según la

compañía nórdica Boliden tal radio de acción puede alcanzar los 150 kilómetros en el caso del

Circulo Polar Artico lo cual, para el caso español, nos parece exagerado y debe reducirse a unos

50 Km, aunque en cada caso debe de calcularse correcta y rigurosamente.

6.3.-MINERÍA ESTRUCTURADA. (Gran Minería)

Es llamada así a aquella organización de una explotación minera que garantiza la larga vida de


-175-

un Complejo o combinado de transformación (Refinería, térmica, fundición u otro). Exige, por

lo menos, unas reservas demostradas mínimas para 25 años, con objeto de alcanzar unos grados

de fiabilidad geológica y económica superiores al 95%, para garantizar la fuerte inversión y la

segura continuidad de las planta a las que abastece.

Ello implica la existencia de unos planes en los proyectos de explotación mineros que definen

perfecta y claramente desde el método, el sistema, la maquinaria y de todo el personal que son

necesarios y con ello los costos de operación y de la financiación. Modernamente se exige, así

mismo, el proyecto final de restauración del terreno afectado por las futuras explotaciones.

Es básico, en estos casos, conocer con todo detalle el proceso mineralúrgico o de transformación

del mineral hasta el producto vendible final, objeto de la exportación o del mismo posterior

tratamiento de los semitransformados para contemplar la rentabilidad global del producto final y

no, tan sólo, la rentabilidad individual de la explotación minera.

Cuando las reservas de una cuenca sean tan elevadas, que se deban buscar unos mercados

exteriores y distantes, se hace más preciso cumplir con unas mayores exigencias del mercado

global e internacional. Se establece, pues, una cierta forma de presión del mercado sobre la

explotación, que tiene que ser contestada por los mineros en forma de una racionalización y

concentración en cotos mineros para evitar la fuerte competencia interna entre las empresas

de la cuenca y poder lograr una mayor calidad y un menor costo.

Los ya citados criterios de planificación e infraestructura a largo plazo pasan a ser los

prioritarios en el diseño y en la selección de los espacios, de las necesidades, del orden y de la

secuencia racional de explotación, de los procesos más completos, aunque no integrales de

recuperación de todos los minerales de la cuenca y de sus subproductos y de las innovaciones

permanentes en toda la tecnología correspondiente a las aplicaciones nuevas, la comercialización

y el mercadeo de la materia prima mineral, llegando a la publicidad y también de la maquinaria

nueva o adecuada a las rocas de la zona.

Asimismo la formación del personal obrero, de los técnicos y los directivos llega a exigir la

existencia en la propia área minera de unos centros educativos a distintos niveles llegando hasta


-176-

FAJA PIRITICA IBERICA

los universitarios, pues no en balde la mayoría de la Escuelas de Minas del mundo han nacido y

permanecen en muchos casos en el área minera de la cuenca en la que también se deben

disponer de unos laboratorios de investigación minera y mineralúrgica para obtener una buena

"innovación permanente" que debe buscar unas nuevas aplicaciones al abundante mineral de la

cuenca para que su mercado no decaiga o llegue a ser sustituido por la nueva aparición y

competencia de otros minerales de otras cuencas de cualquier parte del mundo, antes de

agotarse la inmensas reservas de la cuenca, que raramente llegan a finalizarse si las exploracio-

nes y la voluntad de continuar subsisten entre generaciones.


CAPITULO XXIII. LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS

1.- DEFINICIÓN.-

Se entiende como minería subterránea a la que se realiza por medio de obras y trabajos en el

interior de la tierra tales como pozos, galerías, cámaras, tuneles, socavones y planos para

acceder a la masa de mineral y extraerla, sin tener que mover los estériles o materiales que

recubren el yacimiento.

Durante muchos años ha sido la imagen popular y poco positiva de la minería, pero ha sido

ampliamente superada en cantidad y valor por los otros dos métodos de laboreo, el cielo abierto

y los sondeos, dado que el coste de la inversión de capital resulta mucho más elevado (unos 125

$/t/año para el interior y unos 30$/t/año para el cielo abierto) y también, en principio ,por el coste

operativo (1$/t para el cielo abierto y unos 10 $/t para el interior).

La perdida progresiva y sistemática de la importancia de la minería subterránea ha sido, en otra

parte, compensada por la gran importancia que las labores subterráneas han ido tomando en las

obras públicas, la construcción de las ciudades y las aplicaciones militares e industriales de

cámaras, almacenes e incluso por el aprovechamiento de antiguas explotaciones mineras, como

ya se ha citado en el caso de canteras en Illinois y Kansas.

La alta intensidad de capital exigido, el descenso en las productividades con el enorme coste del

personal, las dificultades de lograr una mecanización y automatización, la peligrosidad por el

desconocimiento de las condiciones geomecánicas, la falta de vocación minera de la mayor parte

de las demandas de trabajo, han ido reduciendo la aplicación de esta metodología a los casos de

minerales muy valiosos como el oro, la plata y el platino, las altas leyes en los minerales no férreos

o en las condiciones extremadamente fáciles de explotar como las canteras subterráneas o las

capas de carbón muy horizontales y con una potencia razonable.

Sin embargo es justo reconocer que en los últimos 10 años se ha producido un importante

incremento de la productividad en la minería de interior a causa de la eliminación de dos "corsés"

o limitaciones, como eran las tradicionales vías férreas para el transporte y la madera para la

entibación, que se han sustituido por otros materiales como los neumáticos para el rodaje y el

acero de los pernos y las mallas de sostenimiento de techos y paredes de galerías para mejorar

el gálibo y tolerar una mejor mecanización, habiéndose llegado a rendimientos del orden de 50

Po= p(E+M)/M= p(1+E/M)= p(1+Ratio)

Precio de venta de Mineral en Pta/t

Costo de la minería subterránea en pta/t

B

p

A

Costo minería a cielo abierto

E/M = Ratio de explotación

Po

M

E


COSTE Y LIMITES ENTRE LA EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEA Y LA DE CIELO ABIERTO

t/hombre/día, en comparación con los antiguos de 1 t/hombre/día, si bien se haya perdido, en

parte, algo de selectividad o de recuperación del yacimiento, a costa de una mayor seguridad y

fiabilidad y un menor coste del proceso de minería subterránea.

Como se ha señalado en el capitulo XIX, existe un límite económico entre la minería a cielo abierto

y la minería subterránea que viene definido por la fórmula

Coste minería subterránea - costo extracción mineral a cielo abierto P - Cs CR = ----------------------------------------------------------------------------------------- = -------------------L

costo extracción estéril a cielo abierto CE

y que señala claramente la zona a partir de la cual la minería subterránea es más rentable que

la llevada a cabo por extracción a cielo abierto por la gran ventaja que supone no ser influida por

el crecimiento del ratio de estéril a sacar y también el límite final o “Break-even Stripping Ratio”

al que puede llegar la minería a cielo abierto.


2.- DIFERENCIAS ENTRE LA MINERÍA A CIELO ABIERTO Y LA MINERÍA SUBTERRÁNEA

Esencialmente se trata de unos estilos y actitudes diferentes de ejecutar el laboreo con una mi-

nería a cielo abierto más grande, más antigua, más dinámica y con unos problemas y unas

soluciones muy diferentes de las que se aplican tradicionalmente en la subterránea, que puede

resultar más económica y pequeña y por tanto más accesible a los pequeños capitales e incluso

ser un "iceberg" para las futuras grandes explotaciones.

Las ventajas del cielo abierto sobre el interior pueden ser clasificadas en:

Técnicas:

- Mayor productividad en el cielo abierto, unas 10 veces más que en interior.

- Concentración de las operaciones y mayor sencillez de control y dirección.

- Mayor producción por unidad de arranque (tajo, sección, área o mina).

- Elevada mecanización por una menor limitación en tamaño y peso de las máquinas.

- Mejor posibilidad de comprobación geológica y una exploración más sencilla.

- Simplicidad en operaciones auxiliares y servicios e incluso eliminación de alguno.

- Mejor recuperación del yacimiento.

- Planificación y control más fácil.

- Mayor flexibilidad para responder a los aumentos o a la disminución de la producción. en

función de las variaciones coyunturales de la demanda.

Económicas:

- Menor coste de capital por tonelada de material (estéril o mineral)producido.

- Menor coste de operación por tonelada de material movido.

- Por ello, posibilidad de mover una gran relación de estéril a mineral.

- Mayor disponibilidad de reservas por explotación de unas recursos de menor ley.

- Mejor posibilidad de contratar alguna parte o todo de los procesos mineros (Geología,

laboreo y tratamiento).

Sociales:

- Mayor seguridad e higiene en el trabajo.

- Mayor facilidad para encontrar mano de obra.

- Menor influencia del factor de costo del personal.

Las desventajas del cielo abierto y las ventajas del interior son las siguientes:


Técnicas:

- Desfavorable influencia de las condiciones climatológicas y atmosféricas.

- Limitación en profundidad.

- Control de la estabilidad de los taludes.

- Necesidad de vertederos cercanos, función de la topografía de los terrenos.

- Mezcla de mineral y estéril y fuerte control de calidad para evitar la dilución.

Económicas:

- Gran inversión inicial de capital en maquinaria y terrenos para hueco y vertederos.

- Gran inversión inicial para realizar el desmonte o la descubierta preliminar.

- Poca flexibilidad para superar errores en la selección de la maquinaria o en el diseño.

Sociales:

- Personal de operación y mantenimiento más formado y por tanto más caro.

- Problemas medio-ambientales por alteración en los terrenos afectados por el hueco y los

vertederos.

- Problemas político-económicos de compra de terrenos.

- Mayor empleo de mano de obra en el interior

Como resumen podemos decir que se trata de unos métodos mineros diferentes, que requiere

mayores reservas para el cielo abierto, aunque puedan ser de menor ley, con un ritmo más rápido

de explotación y por ello una menor vida, con una exploración más cara y detallada para evitar

graves errores y con unas inversiones más fuertes por ser unas producciones anuales mucho más

grandes, todo lo cual hará, siempre que sea posible la existencia de los dos métodos y muy

especialmente la tendencia será hacia una minería mixta que combine simultáneamente ambos,

para lograr explotar mejor el yacimiento y combinar acertadamente las ventajas de cada uno

disminuyendo los inconvenientes y compartiendo los servicios y algún proceso como el transporte

y el tratamiento mineralúrgico.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS *

ESQUEMA Y DENOMINACIONES DE UNA MINA SUBTERRÁNEA

3.- TERMINOLOGÍA DE LA MINERÍA SUBTERRÁNEA.- *

MENA Mineral con contenidos valiosos para su venta o transformación.

ZAFRA Material arrancado para su carga.

SOCAVÓN Galería o túnel de acceso desde el exterior más o menos horizontal.

RAMPA Acceso o plano inclinado.

GUÍA Galería en mineral y en dirección del yacimiento

LATERAL O REAL Galería en roca encajante y en dirección del yacimiento

TRANSVERSAL Galería normal a la dirección que une la real o lateral con la guía.

POZO Labor de acceso vertical para la extracción o el acceso principal.

CHIMENEA Conexión vertical entre galerías para ventilación, personal o mineral.

NIVEL Conjunto de galerías con acceso directo desde el pozo o rampa de

entrada a la mina.


SUBNIVEL Galería desde la que se ejecutan las labores de arranque y carga a una

cota determinada, equivalente al banco en el cielo abierto.

HASTIALES Contactos del yacimiento con la roca encajante, o paredes de una galería.

ENTIBACIÓN Sistema o técnica de sostenimiento de huecos mineros.

TECHO Contacto superior del mineral, con la roca encajante.

MURO Contacto del mineral con la parte inferior de la formación.

CÁMARA Hueco creado para la explotación del mineral, limitado por pilares.

CABEZA Y BASE Las excavaciones superior e inferior de la cámara.

TALLER Frente o tajo de arranque. Unidad de trabajo subterráneo.

BARRENO O TIRO Taladro perforado para colocar el explosivo de una voladura.

CORRIDA Longitud en dirección del yacimiento.

POTENCIA Espesor de la mineralización.

BUZAMIENTO Ángulo que el depósito forma con la horizontal

GEOTECNIA Estado de la geometría de las discontinuidades y/o capacidad que los

huecos tienen para autosoportarse.

FRACTURACIÓN Intensidad, frecuencia y forma de presentarse las separaciones entre

planos de mineral.

DILUCIÓN Porcentaje de estéril o marginal que se extrae con el mineral.

SELECTIVIDAD Proceso de separación del mineral entre las intercalaciones de estéril y/o

marginales

CIELO Límite físico superior de un hueco o cámara.

PISO Límite físico inferior de un hueco o cámara.

PILAR BARRERA Macizo de protección en los laterales de una cámara.

PILAR CORONA Macizo de protección entre cámaras separando dos subniveles de

explotación.

BULONES Pernos de anclaje o entibación.

CUELE Barreos de apertura de una voladura.

REFUGIO Abrigo para personal o maquinaria.

RELLENO Material estéril que ocupa y entiba un hueco explotado.

SOLERA Parte inferior de un frente o tajo de explotación.

VENTILACIÓN Circuito de aire para la habitabilidad de personas o máquinas.

COMPUERTAS Reguladores de la ventilación y del relleno hidráulico.

NIVEL PRINCIPAL Galería de transporte de mineral hasta pozos de extracción.


4.- CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN SUBTERRÁNEOS.-

Los objetivos principales de un método de explotación subterráneo o por interior son el diseño

geométrico de los huecos a generar, la selección de la maquinaria y del sistema

tecnológico más apropiados para lograr una extracción segura, económica y selectiva de los

yacimientos de minerales a una cierta profundidad, sin tener que remover los materiales que lo

recubren desde la superficie. Los medios y pasos necesarios para el desarrollo de un proyecto

minero de interior son los mismos citados para el cielo abierto o por sondeos, esto es la ingeniería

minera en sus tres niveles de :

* Diseño geométrico y Planificación de las operaciones

* Ingeniería de los sistemas o técnicas operativas

* Estimación de los costes de inversión y de operación.

Y más modernamente a los objetivos de seguridad, fiabilidad y rentabilidad del proyecto hay que

añadir su integración en el entorno o medio ambiente.

Los factores determinantes en la elección del método de explotación de minería de interior, al igual

que mencionamos en los capítulos de selección de métodos son:

* Geometría del yacimiento

- Morfología ( Masiva, tabular, filoniana, etc.)

- Potencia y buzamiento

- Tamaño

- Regularidad, distribución de las leyes

* Aspectos geomecánicos

- Resistencias (Mena, techo y muro)

- Fracturación (Intensidad, tipo y frecuencia)

- Campo tensional in situ (Profundidad)

- Comportamiento dinámico de los distintos materiales

* Aspectos económicos

- Leyes del mineral

- Valor unitario del mineral (Recuperaciones mineras y mineralúrgicas)

- Productividad, vida y ritmo de la explotación.


* Seguridad y medio ambiente

- Aspectos y regulaciones de seguridad e higiene

- Impacto ambiental (Paisaje, subsidencia, aguas, etc.)

- Impacto social (Personal, sindical, político, local, etc.)

Dentro de los métodos que entendemos como convencionales y utilizables en el momento actual

como corresponde a las limitaciones enumeradas citamos los siguientes:

1.- POR SOPORTE NATURAL DEL TERRENO

* Cámaras y pilares

* Subniveles

2.- POR SOPORTE ARTIFICIAL SISTEMÁTICO

* Cámaras almacén

* Corte y relleno

* Entibación cuadrada

* Testeros

3.- POR HUNDIMIENTO DEL TECHO

* Tajos largos

* Por bloques

* Por subniveles

* Por rebanadas horizontales.

Los sistemas de explotación propios de la minería subterránea difieren ligeramente de los de cielo

abierto, si bien esencialmente los básicos son los mismos para ambas; el arranque del mineral de

su lugar de formación y su transporte hasta el exterior.

1.- Sostenimiento y fortificación

- Cuadros, mallas, pletinas, chapas, etc.

- Bulones, cables y pernos

- Relleno u hormigonado

- Posteo o malleo

- Mampostas metálicas


2.- Arranque

- Por acción de la gravedad (Hundimiento controlado)

- Por perforación y voladura con explosivos

- Por acción mecánica de una máquina o minador

3.- Carga y desescombrado

- Sistemas discontinuos (Cargadoras, volquetes y transportadores)

- Sistemas continuos (Minadores, rozadoras)

4.- Transporte interior

- Sistemas discontinuos (Manual, L.H.D., Volquetes, trenes ,etc)

- Sistemas continuos (Cintas, Panzers, etc.)

5.- Extracción

- Pozos de extracción vertical

- Planos inclinados con cintas

- Rampas para camiones o volquetes

- Sistemas hidráulicos de transporte

6.- Servicios

- Ventilación y aire acondicionado

- Desagüe y drenaje

- Mantenimiento y talleres

- Iluminación

- Almacenes y polvorines

- Oficinas y vestuarios

- Guardería y control de seguridad

- Impacto ambiental

- Viviendas y hábitat minero


LOS MÉTODOS MINEROS DE INTERIOR

1.- Por soporte natural del terreno (Método de cámaras y pilares)

Son aquellos métodos de operación en que se transfieren las tensiones (campo gravitacional),

a los pilares que lo sostienen. Se puede utilizar algún sistema artificial y adicional para sostener

el hueco, como es el empleo de bulones o cables para mantener el techo, pero la mayoría de las

tensiones son soportadas por las propias columnas creadas en los huecos producidos por la

explotación. Se explotan las cámaras de mineral y se dejan de explotar deliberadamente una serie

de áreas y / o volúmenes de mineral o roca para conseguir el sostenimiento del conjunto. Los

pilares pueden ser de una sección más o menos cuadrada o rectangular, aunque en algunos

casos son redondeados y suelen dejarse entre techo y muro en los yacimientos sedimentarios de

una potencia o espesor limitado. Se llaman "de parte" a los pilares transversales o de "costilla"

cuando son longitudinales y se trazan normalmente de techo a muro del depósito mediante la

creación de unas galerías paralelas entre si, que dan lugar a los pilares previos de "parte" y

posteriormente se trabaja recuperando una parte de esos pilares para crear los pilares definitivos.

No existe una recuperación total del yacimiento y el porcentaje recuperado es función, para unas

condiciones determinadas, del correcto estudio geomecánico que determine, con un margen

razonable de seguridad, el ancho del pilar y la estabilidad del conjunto. Una variante muy utilizada

en la minería metálica de masas verticales y relativamente anchas es el denominado método de

subniveles con la posibilidad de emplear grandes cámaras con barrenos descendentes en

paralelo y con voladura en retirada (VCR) o bien en cámaras menores con barrenos ascendentes

en abanico, con grandes voladuras para almacenar el mineral en tolvas o piqueras, desde donde

se extrae con palas en el nivel inferior.

Campo de aplicación

Se emplea en aquellos yacimientos tabulares con:

Buzamiento: inferior a los 30º de inclinación (semihorizontales)

Potencia entre 3 y 20 metros (medianas o bajas). El mínimo de potencia

vendrá obligado por el dimensionamiento del equipo que tendrá

que operar en el hueco y el máximo por la rentabilidad comparada

con otros métodos posibles.

Resistencia del techo: coeficiente de seguridad R /peso > 8c

Fracturación del techo: Baja.


MÉTODO DE CÁMARAS Y PILARES EN DEPÓSITOS INCLINADOS *

Como el operador o los maquinistas con sus equipos deben trabajar bajo el techo abierto, siendo

el único método en que trabajan así, se deben verificar al máximo las condiciones geomecánicas

para asegurar el trabajo. Todos aquellos métodos en que el personal y las máquinas trabajan bajo

el techo de mineral requieren unas condiciones intensas y sistemáticas de saneo del mismo.


CÁMARAS Y PILARES EN DEPÓSITOS POCO INCLINADOS

ARRANQUE POR SUBNIVELES CON PERFORACIÓN EN ABANICO


2.-Por soporte artificial sistemático (Método por corte y relleno)

Se trata de un método en el que se sustituye el mineral arrancado por un material estéril más o

menos preparado (estéril exterior, residuos de flotación, mezclas preparadas y cementadas, etc)

para que sostenga el hueco generado. Existen las siguientes variantes:

a) Corte y relleno ascendente. Método que trabaja sobre el piso artificial del relleno

introducido y ataca el mineral en el cielo del tajo. La secuencia del arranque avanza desde

la base a la cabeza de una cámara, por lo que la masa del mineral deberá ser

suficientemente competente. (ej. Mina de Sotiel)

b) Corte y relleno descendente. Método que trabaja sobre el piso de mineral quedando

el techo en relleno, lo que exige un material resistente y rígido para su mantenimiento. La

secuencia de arranque avanza desde la cabeza a la base de la cámara, y puede aplicarse

para cualquier tipo de roca, aunque no fuera competente.

c) Otras variantes. Para su aplicación en casos muy especiales se pueden utilizar otros

métodos como:

* Corte y relleno por galerías (ej. Neves Corvo)

* Acceso por rampa o pocillos. Método de testeros (ej. cuenca asturiana)

* Perforación horizontal o vertical

Campo de aplicación

Se emplea en aquellos yacimientos tabulares o masivos con:

Buzamiento: superior a los 40º de inclinación

Potencia Cualquiera

Resistencia del techo: Influye poco

Fracturación del techo: Según la variante empleada.

Por lo general este método tiene la ventaja de posibilitar una buena selectividad del mineral,

aunque presenta los inconvenientes de una baja productividad y un control muy sistemático de

la dilución durante la carga sobre el relleno.


ESQUEMA DEL MÉTODO DE CORTE Y RELLENO (SHERPA UNDERGROUND)

3.- Por hundimiento del techo (Método de hundimiento)

Se trata de un método en el que no se actúa sobre el hueco generado dando lugar, en un

momento determinado, al hundimiento del techo de la cámara de explotación, llevandose a cabo

un cierto autorellano por el material colapsado. La esencia del arte minero del método está en el

adecuado control del momento, la magnitud y el lugar del hundimiento. Existen las siguientes

variantes:

a) Hundimiento por subniveles. Creación de unas cámaras en yacimientos grandes y verticales,

con autonomía de cada subnivel y secuencia descendente de arranque, carga y hundimiento del

techo. Desde la galería superior del subnivel se arranca el mineral, mediante perforación y

voladura, que cae sobre el piso inferior del subnivel en donde se almacena para su extracción

desde unas galerías transversales.

Campo de aplicación: Se emplea en los yacimientos tabulares con:


Potencia: media - alta (superior a 20 m)


Resistencia del techo: poco competente

Fracturación Intensiva

b) Hundimiento por bloques. Explotación en retirada desde un extremo al otro del yacimiento, en

el que el hueco creado se va rellenando con el techo de estéril que inevitablemente se mezcla con

el mineral situado en el piso de la cámara. La dilución se controla por medio de una carga

selectiva hasta que haya demasiado estéril. El gran problema del método está en la capacidad

de control del hundimiento, siendo la situación ideal la del hundimiento continuo como sucede en

el sistema de tajo largo “Long Wall”. El extremo negativo ocurre cuando el techo no hunde o lo

hace de golpe, en cuyo caso hay que recurrir a un hundimiento provocado mediante voladura.

Campo de aplicación: Se emplea en los yacimientos masivos con:


Potencia: alta (superior a 50 m)

Resistencia del techo: poco competente, muy fracturado

Fracturación muy Intensiva

c) Otras variantes del hundimiento y especialmente aplicables a los yacimientos carboníferos son

el método de sutirage, abataje u ordeño que se emplea en la cuenca leonesa para capas de gran

potencia y también en el popular método de tajo largo en el Reino Unido y otros países sajones

para capas de carbón horizontales y con poca potencia.

El hundimiento por rebanadas horizontales se emplea en los yacimientos masivos con formas

irregulares pero no alargados, con pequeño tamaño o bajo buzamiento, en donde no es posible

el empleo de grandes cámaras y hundimiento por bloques.

D) Los métodos por hundimiento requieren siempre unos importantes estudios geomecánicos y

causan grandes efectos medio ambientales en la superficie del terreno afectado por el mismo.


MÉTODO DE EXPLOTACION POR HUNDIMIENTO CONTROLADO Y ALMACENAMIENTO


PLATAFORMA DE SONDEO EN TIERRA

CAPITULO XXIV. LA EXPLOTACIÓN POR SONDEOS

PEQUEÑA HISTORIA DEL MÉTODO DE SONDEOS.

La técnica o el proceso de perforación de sondeos ha desarrollado tal nivel de perfeccionamiento

en los últimos 150 años que, lo que era un sistema ha pasado a convertirse en uno de los méto-

dos mineros más extendidos y aplicados a ciertas sustancias tan vitales para la humanidad como

son el agua, los hidrocarburos o algunas sales e incluso se está desarrollando para la lixiviación

de metales o la gasificación del carbón.

Denominamos como sondeo la apertura de un barreno o hueco en la corteza terrestre, sin acceso

directo por parte del hombre a ella que, si en un principio puede tener como principal objetivo la


extracción de una muestra para conocer la calidad del terreno o roca, pasa posteriormente a ser

el lugar geométrico que, por su enorme importancia económica, ha dado paso a una técnica que

libera las presiones internas de un fluido para llevarlo a la superficie o como una tubería para

permitir el bombeo en forma continua y lograr la extracción de un mineral. Básicamente se trata

de un cilindro con una longitud mucho mayor que su diámetro y que suele ser vertical, aunque

modernamente se intenta y logra la ejecución de sondeos inclinados y dirigidos.

El principio u origen del sondeo, llamado también en algunos países pozo o hole, se llama la boca,

la superficie cilíndrica, la pared y la parte más baja, el fondo. La distancia desde la boca hasta el

fondo se denomina la longitud del sondeo, oscilando entre unos pocas decenas hasta varios

miles de metros. Los sondeos se perforan en general con una reducción progresiva del diámetro

cada cierto intervalo, siendo el máximo de unos 900 mm (36") y el mínimo de 76 mm (3"9). Se

pueden perforar sondeos verticales e inclinados. La principal aplicación de la explotación

mediante sondeos es la extracción de hidrocarburos tanto líquidos como gaseosos.

El mundo de los hidrocarburos está dividido en tres grandes procesos, como el resto de las

sustancias mineras, el primero de los cuales comprende las fases de prospección y producción.

La fase "intermedia" es el transporte por medio de petroleros, camiones o ductos para llevar el

petróleo o gas hasta las refinerías o plantas de tratamiento. La etapa final incluye los procesos

de refinado, comercialización y distribución hasta llegar a la gasolinera, urbanización o consumidor

final. Una compañía que abarque las tres fases iniciales, intermedias y finales puede decirse que

es "integrada" o estructurada.

Según una de las hipótesis más aceptada internacionalmente, los hidrocarburos son el residuo

geológico de desechos orgánicos, principalmente de plancton microscópico, que flotaba en mares

y ríos y también de plantas terrestres que se acumulaban en el fondo de océanos, lagos y costas.

Durante millones de años, estas sustancias, ricas en átomos de hidrógeno y carbono fueron arras-

tradas a través de paleocauces a sucesivas capas de sedimentos marinos o lacustres, en general

arcillosas, porosas e impermeables, en las cuenca y desembocaduras de los grandes ríos

posteriores como Tigris y Eúfrates, Volga, Misisipí, Danubio o Níger.


PRINCIPALES CUENCAS PETROLÍFERAS EN EL MUNDO

La presión y el calor subterráneos "cocinaron" la materia orgánica y la convirtieron en algunos

casos en turbas, lignitos, hulla o antracita, en pizarras bituminosas o en otra línea evolutiva en

hidrocarburos en forma fluida que a través de las propias fisuras o poros de las rocas emigraba

hasta quedar atrapada en alguna formación geológica que estuviera constituida primeramente por

una roca permeable, encerrada entre rocas impermeables como las pizarras por arriba y agua

salada más densa por debajo. Normalmente, en los depósitos de este tipo, el gas que es más

ligero, llena los poros de roca como un "techo de gas" por encima del petróleo. Cuando la

perforadora penetra en estos depósitos la menor presión dentro del sondeo o hueco permite que

el petróleo vaya fluyendo por el orificio hasta la superficie en forma final de un chorro. La clásica

imagen peliculera del surtidor o fuente de petróleo es tan solo el resultado de la despreocupación

o de la incapacidad por dominar la presión del hidrocarburo que sube por el sondeo mientras su

presión es suficientemente elevada. A medida que continua la extracción, la presión se reduce y

el sondeo necesita alguna ayuda desde el exterior, bien mediante bombeo por técnicas como los

balancines o por bombas verticales en el fondo del barreno o también por medio de la reinyección

de gas en el sondeo, técnica conocida como "elevación con gas".

En general el producto que suele salir a la superficie es una mezcla de gas y petróleo crudo más

o menos denso y con mayor o menor calidad, medida en general por su "ligereza" o contenido

mayor de hidrocarburos ligeros. A partir de este punto aparece la segunda fase minera de la

explotación que consiste en el control de producción o flujo y en el transporte hasta la planta de

proceso, llamada Refinería, para convertir un producto no vendible o con aplicaciones muy


limitadas en una serie enormemente variada de artículos útiles a la sociedad como las gasolinas

para transportes, keroseno, combustibles para calefacción y para la producción industrial o

energética, materiales petro-químicos, etc.

En los primeros años los combustibles procedentes del petróleo eran utilizados exclusivamente

como medios de iluminación en las lámparas, como durante siglos había sido utilizados por

persas, indios y otras civilizaciones en aquellos lugares en los que los crudos afloraban en fuentes

y eran extraídos a cielo abierto por medio de pocillos y con trapos impregnados. En el siglo XIX

las técnicas y conocimientos para procesar los hidrocarburos no eran muy diferentes de la fabrica-

ción de los aguardientes, lo que motivó que algunos fabricantes de Whisky se pasasen al refino

del petróleo. Actualmente la técnica de refino y las plantas son bastante complejas, avanzadas

tecnológicamente y muy caras de construir.

El petróleo crudo, al igual que los otros productos refinados se pueden transportar en grandes

barcos denominados petroleros o en otros más pequeños como las gabarras fluviales o incluso

en camiones-cisterna, aún perdiendo una de las grandes ventajas de su competitividad con otros

combustibles, como es el transporte continuo a través de tuberías denominadas ductos. Los

famosos oleoductos, tan antiguos casi como la industria petrolera, ya que el primero de ellos

(Tidewater) se instaló en 1879 en Pennsylvania para unir los yacimientos con los mercados del

Este de EE.UU., han dado lugar a una expansión de la utilización de este producto mineral que

han convertido el siglo XX en la era de los hidrocarburos con todos los errores, grandezas y

tragedias propias de los productos estratégicos para el ser humano y con un final casi trágico al

intentar ser convertido en un arma política e incluso religiosa por parte de alguno de los grupos

detentadores de grandes reservas o recursos, cuando es y será siempre, tan solo y simplemente,

un bien mineral más, como otro cualquiera sometido a los mismos fenómenos mineros y sociales,

entre otros a los de su sustitución por otro combustible que sea más económico, al aprovecha-

miento mayor y mejor de los criaderos y de sus residuos, como eran el gas hasta hace poco o el

asfalto para otros crudos, y no menos por sus limitaciones medio-ambientales que, hasta ahora,

le han favorecido en contra del carbón o el uranio por su peligrosidad, ya que sus procesos

producen bastantes más accidentes por año que el resto de toda la industria minera, sin contar

los procesos bélicos que ha generado a través de todo el siglo.

Los grandes yacimientos petrolíferos mundiales forman grandes cuencas, en general, en la


desembocadura de los grandes cauces o paleocauces como son:

- el Oriente medio (Arabia Saudí, Kuwait, Iraq, Irán, EAU) conectados a través de grandes

oleoductos con el mar Mediterráneo para su comercialización occidental y con grandes

puertos para los petroleros,

- la gran cuenca de la desembocadura del Misisipí en el Golfo de Méjico, Tejas, Oklahoma

y Luisiana conectadas por medio de largo oleoductos con las zonas del Este y medio Oes-

te,

- la histórica zona rumana y moldava de la desembocadura del Danubio en el Mar Negro

- la gran cuenca Rusa del Mar Caspio en Baku que, para convertirse en rentable, tuvo que

realizar el gran Oleoducto que, cruzando el Caúcaso por Georgia, lo ponía en contacto

con el Mar Negro para acercarlo al mercado Europeo;

- los yacimientos de Venezuela y Méjico que han dado tanta riqueza y problemas a los

principales países hispano-hablantes productores de petróleo,

- el nuevo yacimiento del Mar del Norte que ha hecho posible la tecnología de los sondeos

y extracciones en grandes profundidades marinas,

- los difíciles criaderos de Argelia y Libia que para su desarrollo en pleno desierto hacen

necesaria la conexión con Europa a través de grandes óleo y gasoductos que cruzan el

Mediterráneo para acceder al gran mercado europeo

- el gran yacimiento de Alaska, puesto en explotación en unas condiciones climatológicas

extremadas y que mediante el gran Oleoducto, que lo une con Valdez para suministrar

Petróleo a la zona Oeste de EE.UU. y el Japón, ha hecho posible su comercialización.

Adjuntamos, como resumen de esta introducción, unos gráficos sobre las producciones y los

precios del petróleo, que reflejan en sus fluctuaciones cíclicas el carácter puramente minero y por

tanto sujeto a las variaciones de la demanda más que a las limitaciones de la oferta que ha

demostrado a lo largo del siglo y medio de existencia como el precio ha ido aumentando los

recursos disponibles hasta una situación actual de cierta estabilidad en los precios por la confir-

mación de más de un billón de barriles de reservas. El consumo actual de crudo está en el orden

de unos 60 millones de barriles diarios que equivalen a unos 3200 Millones de toneladas por año.

La unidad de medida histórica del crudo ha sido el barril, en principio de madera, y aunque se

haya utilizado bien poco, ha dejado su nombre a una medida que es exactamente de 42 galones

USA, equivalentes a 159 litros. En Europa se suele preferir la medida en toneladas, en principio

Millones de barriles/Día


PRODUCCIÓN HISTÓRICA DE CRUDOSFuente: Cambrigde Energy Research Enero-Sep. 1990

PRECIOS HISTÓRICOS DEL PETRÓLEOCRUDO

más lógica y minera, ya que en la volumétrica sería necesario complementarla con la densidad

o ligereza que es una medida de calidad. En el Japón se prefiere emplear la unidad de kilolitros.

Para los gases naturales se emplea más comúnmente la unidad de metros cúbicos, que en

condiciones normales de presión y temperatura equivalen a 0,001 t. El consumo actual de gas

estimado está en unos 12400 millones de t por año, siendo en algunos casos una limitación a la

explotación de un mayor ritmo o flujo del crudo, lo que había dado lugar tradicionalmente a que-

mar el gas como un residuo en los pozos de petróleo, si no se podía comercializar.


LA TÉCNICA DE PERFORACIÓN DE LOS SONDEOS DE EXPLOTACIÓN.

La perforación de los sondeos por medios mecánicos y rotativos fue originalmente utilizada por

los chinos para la búsqueda de agua y trasplantado a los EE.UU. por los obreros y técnicos que

construían los ferrocarriles en la década de 1840/50, siendo aplicado por primera vez en la extrac-

ción de sales en el Sur. El legendario Coronel Drake, tuvo la visión de aplicar esta técnica a la

producción del Petróleo en la zona de Pensilvania, donde era extraído a cielo abierto, y recurrió

precisamente a los perforistas chinos de la sal, dando lugar a los primeros desarrollos de la indus-

tria petrolera americana y concediéndolas una ventaja tecnológica que han sabido comercializar

y extender por todo el mundo. Tras su primera aplicación en América, la perforación de sondeos

se extendió rápidamente en las nuevas zonas petrolíferas de Rumania, Persia y Azerbayán, así

como en las Indias Orientales, que eran una parte del Imperio Holandés, dando lugar a la creación

de las primeras grandes compañías o Trust, que aún hoy en día constituyen alguno de los

primeros imperios financieros y mineros del mundo.

La penetración o avance en la roca del subsuelo se realiza a través de la perforadora constituida

básicamente por cuatro conjuntos o componentes:

La máquina, cuyo fin es la transformación de la energía primaria (eléctrica, diesel o aire com-

primido) en la energía mecánica de impacto o rotación que va actuar sobre el segundo

componente que será la transmisión por las barras o por tubos, que la transportan hasta el útil

o broca de corte que actúa directamente, concentrando el máximo de esa energía, sobre la

superficie a ser penetrada en forma de una fuerza de compresión, cizalladura o tracción. Final-

mente y de la mayor importancia en la perforación moderna, es necesaria la presencia de un fluido

que extraiga el detritus producido hasta la superficie para que no estorbe a la siguiente fase de

avance y para que el material extraído pueda ser reconocido.

La perforación, para la producción de hidrocarburos, agua y sales, se realiza normalmente en

rocas de origen sedimentario y por tanto, con unas resistencias a la compresión, en general de

dureza baja-media, inferiores a los 1000 Kg/cm . Por otra parte, la gran profundidad, que a2

menudo se requiere alcanzar en estos sondeos y la necesidad de entubarlos a medida que

avanza la perforación obliga a realizar sondeos telescópicos que por ejemplo, se inician con un

diámetro de 24"(610 mm) y concluyen con 8 ½" (216 mm). En estas condiciones el sistema

comúnmente empleado es el rotativo, que de hecho, tuvo su origen y fue desarrollado en el campo


del petróleo para dar una mayor acción de corte al efecto de cizallamiento que al impacto, obtener

un tamaño de detritus mayor y una buena velocidad y un mínimo coste por metro lineal

Así mismo el fluido más empleado, dadas las profundidades y la necesidad de conocer y examinar

los detritus, ha sido el denominado lodo, que es una mezcla de agua con algunos aditivos, cuya

finalidad principal es aumentar la densidad, además de otras misiones tales como:

- El control de las presiones internas de la formación.

- La lubrificación y limpieza de la sarta

- La limpieza del fondo del sondeo.

- Asegurar la correcta evaluación de la formación.

- Revestir e impermeabilizar las paredes del sondeo

- Proteger las formaciones potencialmente productivas

Por ello la elección del mismo y el continuo control de su composición, características y

parámetros de circulación es absolutamente vital en este tipo de sondeos. Los lodos de per-

foración utilizados en los sondeos de hidrocarburos constan de:

1.- Una fase líquida compuesta normalmente por agua dulce o salada y, a veces por aceite

solo o mezclado con agua.

2.- Una fase solida compuesta por materiales de baja densidad como ciertas arcillas

(bentonita o atapulgita según que la fase liquida sea salada o dulce) y otros de alta

densidad como la barita.

3.- Una serie de aditivos que actúan como agentes químicos para controlar la dispersión y la

floculación.

La correcta dosificación de estos productos permite regular alguna de las características físicas

del lodo de perforación como son la densidad y viscosidad que juegan un papel fundamental

en la marcha del sondeo. La barita proporciona una mayor densidad para contrarrestar las

presiones de la formación en el sondeo; sin embargo una densidad excesiva provoca un

incremento de la presión hidrostática que redunda en perdidas de circulación y reducción de la

velocidad de perforación. Las arcillas, a las que en ocasiones se le añaden ciertos polímeros,

proporcionan la viscosidad necesaria para mantener los detritus en suspensión; por contra un

exceso de viscosidad aumenta las perdidas de carga en el circuito y por tanto la presión

hidrostática en el anular entre barras y sondeo, así como posteriormente dificulta la desgasifica-

ción del lodo y la separación de las detritus incorporados durante el avance.


SISTEMA DE CIRCULACIÓN DE LODOS

PLATAFORMA DE SONDEO MARINA

El circuito de circulación del lodo se representa en la figura

adjunta. El lodo es bombeado desde la balsa de alimentación

hacia la manguera que conecta con la cabeza giratoria

situada en la parte superior de la sarta.

Pasa a continuación por el interior de la misma y después de

salir por las toberas del tricono, retorna por el espacio anular

hasta la superficie, donde, tras ser desgasificado y separado

de los detritus y arenas que lleva en suspensión, mediante

cribas y ciclones, vuelve a la balsa y es rebombeado de

nuevo al circuito por medio de bombas de lodos. La inyec-

ción del lodo en la sarta se hace a través de una cabeza de

inyección, swivel, que al poder girar loca e independientemente de la sarta, evita que la manguera

de inyección se enrolle alrededor de la misma.

Los sondeos pueden ser estructurales, de

prospección, de exploración, de explotación,

apreciativos, de inyección, de observación

y especiales de acuerdo con su objetivo

principal, aun cuando puedan tener varias

funciones.

La perforación puede desagregar la roca a

través de procedimientos mecánicos, tér-

micos y físico-químicos, siendo los más

habituales los mecánicos por medios percu-

sivos o los rotativos puros, si bien la tenden-

cia más normal es hacia los sistemas roto-

percusivos.

Dentro de las técnicas de perforación de

sondeos es preciso diferenciar claramente

las que se realizan en tierra (On-shore) de


SONDEO PETROLÍFERO EN EL MAR *

las que se llevan a cabo en el mar o en lagos sobre plataformas flotantes o apoyadas en el fondo

marino (Off-shore) que obviamente resultará mucho más compleja y que si, en un principio, fue

empleado por primera vez en el Golfo de Méjico, en el Lago de Maracaibo y en el Mar Caspio, su

máximo desarrollo ha sido en la magnifica explotación del Mar del Norte por parte de británicos

y noruegos en unas condiciones dificilísimas de profundidad de explotación, de altura de la lámina

de agua y climatológicas extremas.

EL EQUIPO DE PERFORACIÓN

Una maquina de perforación, co-

mo se puede observar en las figu-

ras, independiente de que sea en

tierra o en mar, consta

esencialmente de una torre, mala-

cate o mástil de unos 40/50 me-

tros de altura, en cuya parte

superior se sitúa el bloque fijo de

poleas que sustenta a su vez el

polipasto móvil y el gancho de

cual pende toda la sarta de

perforación. El mástil ha de sopor-

tar todos los esfuerzos verticales

que se derivan de la sustentación

de la sarta y de la columna de

entubación, así como de los posi-

bles atranques que puedan

producirse. También sirve para el

almacenaje y manipulación de la

serie de barras o tubos de reser-

va para la perforación.

Debido a los altos pares de rotación requeridos para la perforación en sondeos profundos y a la

gran altura del mástil y de los tramos de barras, el giro de toda la sarta se realiza mediante una

mesa de rotación, situada en la base de la torre que a su vez hace girar una barra poligonal (cua-


drada o hexagonal) llamada "barra Kelly", colocada siempre encima de la sarta de barras. De esta

forma los esfuerzos de torsión se transmiten a la subestructura, bajo el mástil y no a este último.

Esta robusta subestructura sirve también como plataforma de trabajo. El equipo de accionamiento

consta básicamente de un cabrestante movido por motores Diesel o eléctricos y de la mesa de

rotación mencionada. Dispone de un sistema de embrague y transmisión con varias velocidades

y de un freno de fricción, generalmente asistido por otro eléctrico o mecánico. El enroscado y

desenroscado de las barras se hace por el tiro que proporciona el cable accionado por un

cabrestante auxiliar.

La mesa de rotación, además de hacer girar la sarta tiene como misión la sujeción de la sarta

durante las maniobras para lo que dispone de un sistema de trasmisiones por medio de cajas de

reducción y un engranaje trapezoidal con un buje de sección cuadrada o poligonal que hace girar

la barra Kelly.

La cabeza de pozo (B.O.P.= Blow out preventer) o equipo de prevención de erupciones consta

de un doble sistema de cierre accionado hidráulicamente, que se coloca en la embocadura del

sondeo y permite cerrarlo con o sin sarta en su interior, controlando la invasión de petróleo, gas

o agua.

El esquema de una sarta de perforación típica se muestra en la figura adjunta. De la barra Kelly

se suspenden las barras de perforación (drill pipes), que trabajan a tracción por el peso de los

lastrabarrenas (drill collars) que cuelgan debajo de ellas. Estos lastra-barrenas son unas barras

de mayor peso y rigidez que proporcionan sobre el útil de corte el necesario empuje.

El útil de corte o boca (Bit) empezó siendo de aletas para posteriormente dar paso al tricono de

dientes. Si, en algún momento se requiere la extracción de testigos se puede utilizar una corona

de diamantes. Uno o varios estabilizadores con un diámetro ligeramente inferior a la boca se

utilizan para controlar las desviaciones del sondeo. Las bombas de lodos, situadas junto o debajo

de las cajas o balsas de desgasificación, decantación y preparación de los lodos complementan

el equipamiento de la plataforma, que en el caso de las marinas es complementado con el sistema

propio o no de traslación y de fijación al fondo marino, así como de un Helipuerto para la conexión

con tierra.


La longitud de la perforación L es igual a "n x l" siendo n el número de barras y l la longitud de

la barra y se llama tramo al conjunto de barras que pueden ser elevadas en una sola operación

de izado sin necesidad de separarlas, lo que es función de la altura del mástil y de la capacidad

de elevación del malacate, para disminuir y abaratar las operaciones de ajuste y extracción de ba-

rras por lo que es conveniente que la dimensión del tramo sea la mayor posible, lo cual hace que

la principal característica de las torres o mástiles de perforación de sondeos profundos sea su

gran altura en comparación con las perforadoras mineras más habituales. Por régimen de perfora-

ción se entiende la combinación de parámetros que influyen sobre los rendimientos del trabajo

y que el maquinista puede variar operativamente. Tales parámetros son:

- La carga o empuje axial sobre el fondo Ptr

- La velocidad rotativa de la boca

- El consumo de lodo o líquido lavados Q

Los rendimientos del trabajo que actúan sobre los costes y el tiempo de perforación son:

- La velocidad mecánica de perforación en ml/h

- La cantidad de metros perforados por una boca hasta su desgaste completo (m/boca).

- La velocidad media del sondeo, teniendo en cuenta las perdidas de tiempo en diversas

operaciones necesarias.

- El coste de perforación en Euros/m.

La velocidad de perforación, como en toda perforación rotativa, es prácticamente proporcional al

empuje y a la velocidad de rotación, salvo los problemas en la evacuación de detritus del fondo

del sondeo. A este respecto cabe señalar que la densidad y viscosidad del lodo tienen en este

caso un efecto negativo sobre la velocidad de perforación al impedir que los detritus se

desprendan con facilidad del fondo

Los pozos o sondeos de petróleo o gas se tienen que perforar en las más diversas condiciones

geológicas, geográficas y climatológicas y sus profundidades pueden variar entre unas centenas

hasta varios miles de metros. Por ello las instalaciones de perforación tienen que ser también

variadas para responder a las distintas exigencias de cada caso o cada condición determinada.


Los principales parámetros de la instalación de perforación o maquina de sondeos son:

- La altura de la torre o mástil

- La capacidad de levantamiento de la carga,

que determinan las estructuras y características del equipo de perforación y la potencia de los

motores principales y auxiliares. De la altura del mástil y de su capacidad de elevación depende

la longitud del tramo de barras que puede ser montado y desmontado así como la longitud del

varillaje de revestimiento a manejar.

De acuerdo con la clasificación rusa adjuntamos un cuadro normalizado de las principales

características de los equipos de perforación de sondeos de petróleo y gas, que suelen emplear

motores Diesel, de turbina de gas o eléctrico.

Concluida la perforación de un tramo del pozo o sondeo a un determinado diámetro y tras realizar

los registros geofísicos que proporcionan la información sobre el mismo se procede a la

colocación de una tubería de revestimiento (entubación), cuya misión es:

- Evitar hinchamientos o derrumbes de las paredes del pozo

- Aislar zonas con posibles perdidas de circulación

- Aislar acuíferos

- Garantizar un determinado diámetro para las posteriores operaciones.

A continuación se inyecta una lechada de cemento en el espacio anular comprendido entre las

paredes del sondeo y la columna de entubación (cementación). Esta operación sirve para:

- Anclar la tubería de revestimiento al terreno

- Separar las zonas productivas de las no productivas, que contengan otros fluidos.

- Aislar zonas con riesgos de perdida de circulación.

- Minimizar el riesgo de erupciones, sellando zonas de alta presión de formación.

- Proteger la tubería de revestimiento de la corrosión.

El tipo de cemento a utilizar, así como los aditivos, acelerantes o retardadores de fraguado, a

añadir, dependen de las condiciones de trabajo en cada caso (profundidad de la inyección,

temperatura, etc)


CLASIFICACIÓN RUSA DE LAS MAQUINAS DE SONDEOS

PARÁMETROS IP-50 IP-80 IP-100 IP-125 IP-160 IP-200 IP-250

Generales Profundidad en m 1600 2500 3000 4000 5000 6500 8000

Potencia al 294 441 441 662 662 956 1177gancho en Kw

Aparejo de elevación 4 x 5 4 x 5 5 x 6 5 x 6 6 x 7 6 x 7 6 x 7

Velocidad de 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0-1,2 1,2descenso en m/s

Torre o Potencia en el 337 552 552 846 846 1250 1544Malacate malacate en Kw

Diámetro del 25 28 28 32 32 35 38cable en mm

Velocidad de 2,0 2,0 2,0 2,0 1,7 1,7 1,7ascenso en m/s

Velocidades 4 4 4 6 6 6 6

Orificio mesa mm 460 460 460 560 560 560 560

Carga sobre la 1960 1960 1960 4710 4710 4710 4710mesa en kN

Potencia del árbol mo- 184 220 220 294 294 337 337tor Kw

Mesa de Velocidad 21 21 21 21 21 21 21Rotación rotación máxima

Velocidad 3 3 3 4 4 4 4rotación mínima

Velocidades de la me- 3 3 3 4 4 4 4sa

Par rotación Nm 12740 15680 15680 24500 24500 29400 29400

Capacidad 1666 1666 1666 2450 2450 4710 4710elevadora kN

Cabeza de Diámetro orificio en 100 100 100 100 100 75 75inyección mm

Presión bombeo del 19,6 19,6 19,6 24,5 24,5 31,4 31,4lodo MPa

Nº de bombas 2 2 2 2 2 3 3

Bombas Potencia 377 588 588 956 956 1765 1765hidráulica en Kw

Presión máxima 19,6 19,6 19,6 24,5 24,5 31,4 31,4en MPa

Tipo de Torre mástil mástil mástil atalaya atalaya atalaya atalaya

Construcción Altura torre desde el 40 42 42 42 42/53 53 54piso en m

Altura del piso a 3 4 4 4 4,5 4,5 5,5l suelo en m.

laboreo de mineria

Documents