Cómo funciona la minería subterránea

En 2010, la gente de todo el mundo estaba fascinada con la historia de los 33 mineros en Chile atrapados a 2.300 pies (700 metros) bajo tierra en una mina de cobre y oro. Los mineros pasaron más de dos meses allí, recibiendo comida, aire y cartas de sus seres queridos a través de colinas perforadas hasta su ubicación en un taller protegido. Mientras tanto, la perforación a gran escala de un pozo de escape avanzó lentamente. Finalmente, el día 69, los rescatistas sacaron con vida a cada uno de los mineros [fuente: Boston ].

La saga le recordó al mundo no minero una verdad usualmente invisible. En las profundidades de la superficie de la Tierra se encuentran algunas de las fábricas más aterradoras del mundo: las minas subterráneas.

Las minas subterráneas son la alternativa a las minas a cielo abierto. Las minas de superficie excavan de arriba hacia abajo, un método que puede volverse ineficiente a profundidades superiores a los 200 pies (60 metros) [fuentes: Illinois Coal Association , De Beers ]. Las minas de carbón subterráneas pueden penetrar 2500 pies (750 metros) en la Tierra y otros tipos incluso más profundos: las minas de uranio pueden alcanzar los 6500 pies o 2 kilómetros. Pero esas profundidades son extremas; la mayoría arriba (o abajo) a unos 1,000 pies (300 metros) [fuentes: Times Wire , ARMZ , Illinois Coal Association ].

La minería ha cambiado mucho con respecto a las imágenes que tenemos del siglo XIX, cuando hombres con palas cargaban canarios para asegurarse de que el aire subterráneo no fuera tóxico. Las minas modernas cuentan con extensos sistemas de ventilación y drenaje de agua, redes de comunicación de alta tecnología y máquinas cada vez más computarizadas que reducen la cantidad de humanos necesarios bajo tierra.

Todas las minas subterráneas tienen algunos componentes cruciales en común: pozos de ventilación para eliminar los humos tóxicos de la perforación y voladura; Rutas de escape; pozos de acceso a trabajadores y equipos inferiores; túneles de transporte de minerales; pozos de recuperación para llevar el mineral excavado a la superficie; y sistemas de comunicación para enviar información de ida y vuelta entre la superficie y las profundidades [fuente: Hamrin ].

Sin embargo, no hay dos minas iguales. Las aplicaciones tecnológicas y las decisiones básicas sobre el diseño y el método de extracción se basan en consideraciones como el tipo de mineral que se extrae, la composición de la roca circundante, la forma y orientación del depósito de mineral, las características geológicas subterráneas y la economía simple [fuente: United Mine Workers of America ] .

Y, muy temprano en el proceso, la determinación de duro o blando.

1. Minería Subterránea de Roca Dura
2. Minería Subterránea de Roca Blanda
3. Peligros en la Minería Subterránea

Hay minas subterráneas de roca dura y minas subterráneas de roca blanda. Los depósitos de carbón, por ejemplo, viven en rocas sedimentarias relativamente blandas. Los depósitos de oro viven en rocas ígneas o metamórficas, que son relativamente duras, al igual que los diamantes , el cobre, la plata, el níquel y el zinc [fuente: Great Mining ].

Incluso dentro de la categoría de roca dura, los métodos de diseño y extracción varían, pero casi todos giran en torno a algunas técnicas básicas:

Sala y pilar : para depósitos de mineral relativamente planos, con pocos cambios en la elevación, los mineros perforan una rampa de acceso al depósito y extraen el mineral en un patrón de agujeros (cámaras) y soportes de techo (pilares). Las salas se pueden extraer utilizando técnicas convencionales de carga y explosión o, más comúnmente ahora, con una máquina llamada minero continuo . El minero continuo perfora la roca hasta que forma una habitación excavada, quizás de 20 a 30 pies (6 a 9 metros), dejando en su lugar un pilar de roca para sostener el "techo" [fuente: United Mine Workers of America]. La máquina se mueve a través del mineral, creando cámaras y pilares, hasta cubrir todo el depósito. Un paso final perfora los pilares para recuperar el mineral allí, lo que permite que los techos se derrumben detrás de la máquina cuando sale de cada habitación.

Corte y relleno : para depósitos de mineral relativamente angostos, los mineros perforan una rampa de acceso adyacente al depósito de mineral, desde la superficie hasta el punto más bajo del depósito. Luego, un operador conduce un taladro a través del mineral, creando una deriva , o un corte horizontal, de un lado del depósito al otro. En la roca más dura no se necesita soporte de techo; en rocas más blandas, se pueden colocar pernos en el techo a medida que avanza la perforación [fuente: Mining Know-How ]. Una vez que se completa la galería, el material de relleno o de desecho se esparce en la galería abierta, creando una plataforma para la próxima pasada. El taladro avanza sobre este relleno para cortar otra deriva a través del mineral. Esto continúa hasta que el taladro corta una deriva en la parte superior del depósito de mineral.

Este método también se puede usar en depósitos más amplios, perforando dos rampas de acceso adyacentes y cortando dos galerías adyacentes, a menudo llamadas deriva y relleno [fuentes: Mining Know-How ].

Cortar y rellenar es para roca dura, ya que no cuenta con los mecanismos de soporte inherentes y centrales de un método como la habitación y el pilar. El enfoque de habitación y pilar, por otro lado, se cruza fácilmente con el material más blando, y con la mayoría de las minas de carbón.

Minería a granel: hundimiento de bloques

El método menos común en la minería de rocas duras, el hundimiento de bloques, generalmente se guarda para el mineral de baja ley. Se trata de perforar una sección de mineral en el fondo del depósito y luego explotar para hacer que el techo se derrumbe. Luego, la gravedad toma el control, ya que el mineral sobre el sitio de la explosión se fractura y colapsa sucesivamente a medida que se retira el soporte. El mineral colapsado se extrae de la mina para su procesamiento [fuente: Great Mining ].

El carbón, la sal , el uranio , el fosfato y el esquisto bituminoso viven en rocas blandas y existen dos métodos principales en la minería de rocas blandas: tajo largo y sala y pilar [fuente: Great Mining ]. La mayor parte del carbón se extrae utilizando el enfoque de habitación y pilar descrito anteriormente [fuente: United Mine Workers of America ]. Sin embargo, la minería de tajo largo está explotando en popularidad [fuente: Great Mining ].

La minería de tajo largo es extraordinariamente eficiente. En lugar de perforar a través del depósito de mineral, una máquina de tajo largo lo corta y corta rebanadas de hasta 600 pies (182 metros) de largo. Esas rebanadas caen directamente sobre un transportador en movimiento continuo, que las lleva a un eje de transporte que las saca de la mina. En la minería de tajo largo, los soportes del techo están integrados en la máquina, colocados entre la parte superior del minero de tajo largo y el techo de la habitación. A medida que la máquina avanza hacia el mineral, los soportes se mueven con ella, lo que permite que el área detrás se colapse y rellene el área excavada.

El método de tajo largo puede recuperar hasta el 90 por ciento del mineral disponible. El enfoque de habitación y pilar generalmente recupera alrededor del 50 por ciento [fuente: Asociación del Carbón de Illinois ].

Cuando el depósito de mineral es relativamente angosto, se hacen cortes más cortos. Esta variación se denomina minería de tajo corto.

La técnica de la vieja escuela de blast mining , que usa explosivos como TNT para romper el mineral, todavía se usa, pero apenas: menos del 5 por ciento de la producción de EE. UU. [fuente: Great Mining ].

La minería subterránea, entonces, se está volviendo cada vez más eficiente. Requiere menos mano de obra humana, lo que pone en peligro a menos mineros mientras trabajan en las profundidades de la superficie. Aún así, las minas subterráneas no son los lugares más seguros para estar.

El costo ambiental de la minería subterránea es significativo. Incluye la contaminación del aire, los cambios en los patrones de flujo de agua, la filtración de productos químicos y gases en los suministros de agua y el suelo, los incendios inaccesibles en las minas abandonadas y los cambios dramáticos en la composición de la tierra que pueden hacer que el área quede inutilizable después de que finalice la operación minera [fuente: Saxena ].

Luego está el costo humano. La mayoría de los accidentes mineros obtienen poca atención de los medios, especialmente aquellos que involucran pocas víctimas o que tienen lugar en países en desarrollo. En 2010, casi 2.500 mineros chinos murieron en el trabajo, ninguno de los cuales se atribuye a "accidentes importantes" [fuente: Macia ].

Ese año fue terrible para la minería en general. En Estados Unidos, una catástrofe minera en West Virginia dejó 29 muertos, el mismo número que murió en un accidente en Nueva Zelanda. En Chile, 33 mineros fueron rescatados en el dramático incidente relatado anteriormente, pero otros 45 murieron en otros accidentes ese mismo año [fuente: Macia ].

Muchos accidentes ocurren cuando los puntales de la mina colapsan debido a los temblores de tierra. Las explosiones también provocan víctimas cuando los sistemas de ventilación no logran eliminar de manera efectiva los gases de escape de los equipos de minería, el polvo de carbón y las fugas de gas subterráneo natural. Las voladuras pueden encender esos gases, provocando muertes tanto por las explosiones mismas como por el posterior colapso de las estructuras de la mina; una explosión de gas metano mató a esos 29 mineros en West Virginia [fuente: Macia ].

Los problemas de salud a largo plazo también son un riesgo laboral grave. Respirar continuamente polvo mineral puede causar enfermedades pulmonares como la neumoconiosis o el temido pulmón negro. La inhalación de humos de soldadura, radón o mercurio (que a menudo se encuentran en las minas) también provoca enfermedades respiratorias. La pérdida de audición por equipos ruidosos y lesiones en la espalda por levantar cargas pesadas también son comunes [fuente: Live Science ].

La mayoría de los países ahora tienen leyes y reglamentos diseñados para abordar cuestiones ambientales y de seguridad. Algunos requieren que la empresa minera devuelva el área minada a su estado original. Otros requieren que las minas sean inspeccionadas regularmente para garantizar que sean seguras. Y las nuevas técnicas de minería también han disminuido el número de muertos. En los EE. UU., la industria minera vio miles de muertes por accidentes cada año a principios del siglo XX. Esto se redujo a alrededor de cien por año en la década de 1990, y solo a 35 en 2012 [fuente: Administración de Salud y Seguridad Minera ]. China tuvo 7.000 muertes mineras en 2002 pero 2.500 en 2010 [fuente: Macia ].

Si bien la seguridad definitivamente ha aumentado en los países desarrollados, todavía tiene un largo camino por recorrer en algunos países en desarrollo. Pero es posible que veamos un día en que las minas subterráneas no sean algunas de las fábricas más aterradoras de la Tierra. En cualquier sitio.

Nota del autor: Cómo funciona la minería subterránea

Es importante saber que muchas de las mejoras de seguridad que señalé como mejoras en las "minas modernas" se aplican principalmente a la minería del primer mundo. Las tasas de mortalidad de China, que han disminuido significativamente en los últimos años, se mantienen en miles, muy por encima de los dos dígitos informados en la mayoría de los países occidentales y desarrollados. En el frente socioeconómico, deduje algunas cosas de mi investigación: que una seguridad seria requiere una financiación seria, y muchas naciones en desarrollo simplemente no la tienen; que la preocupación por la seguridad en las minas parece estar proporcionalmente relacionada con la preocupación por los derechos humanos; y que incluso esos mineros subterráneos australianos que ganan salarios de seis dígitos no ganan lo suficiente.

Artículos relacionados