Geología

Introducción

Figura 1. El aluminio se fabrica a partir de los minerales que contienen aluminio en la bauxita.

Algunos minerales son muy útiles. Una mena es una roca que contiene minerales con elementos útiles. El aluminio del mineral de bauxita (figura 1) se extrae del suelo y se refina para utilizarlo en el papel de aluminio y en muchos otros productos. El coste de crear un producto a partir de un mineral depende de su abundancia y del coste de los procesos de extracción y refinado. El daño medioambiental de estos procesos a menudo no se tiene en cuenta en el coste del producto. Es importante utilizar los recursos minerales con prudencia.

Búsqueda y extracción de minerales

Los procesos geológicos crean y concentran minerales que son valiosos recursos naturales. Los geólogos estudian las formaciones geológicas y luego comprueban las propiedades físicas y químicas del suelo y las rocas para localizar posibles minerales y determinar su tamaño y concentración.

Un yacimiento mineral sólo se explotará si es rentable. Una concentración de minerales sólo se llama yacimiento si es rentable su explotación. Hay muchas formas de extraer minerales.

Minería de superficie

La minería de superficie permite extraer minerales que están cerca de la superficie de la Tierra. La roca suprayacente se explota y la roca que contiene los minerales valiosos se coloca en un camión y se lleva a una refinería. Como se muestra en la figura 2, la minería de superficie incluye la minería a cielo abierto y la extracción de la cima de las montañas. Otros métodos de minería de superficie son la minería a cielo abierto, la minería de placer y el dragado. La minería a cielo abierto es como la minería a cielo abierto, pero con el material retirado a lo largo de una franja.

Figura 2. Estas diferentes formas de minería de superficie son métodos de extracción de minerales cerca de la superficie de la Tierra.

Los zahoríes son minerales valiosos que se encuentran en las gravas de los arroyos. El apodo de California, el Estado Dorado, se remonta al descubrimiento de depósitos de oro aluvial en 1848. El oro se desprendió de la dura roca metamórfica de la Sierra Nevada occidental, que también contiene depósitos de cobre, plomo, zinc, plata, cromita y otros minerales valiosos. El oro bajó por los ríos y se depositó en las gravas. En la actualidad, California cuenta con minas activas de oro y plata y de minerales no metálicos como arena y grava, que se utilizan para la construcción.

Minería subterránea

La minería subterránea se utiliza para recuperar minerales que se encuentran a mayor profundidad en la superficie de la Tierra. Los mineros realizan voladuras y túneles en la roca para acceder a los minerales. La forma de abordar la minería subterránea -desde arriba, desde abajo o lateralmente- depende de la ubicación del yacimiento, su profundidad, la concentración del mineral y la resistencia de la roca circundante.

La minería subterránea es muy cara y peligrosa. También hay que llevar aire fresco y luz a los túneles para los mineros, y los accidentes son demasiado frecuentes.

Extracción de mineral

Figura 3. El Museo de Young de San Francisco está cubierto de paneles de cobre. El cobre se extrae de los minerales de cobre.

El viaje del mineral hasta convertirse en un material utilizable no ha hecho más que empezar cuando el mineral sale de la mina (figura 3). Las rocas se trituran para poder separar los minerales valiosos de los residuos. A continuación, se separan los minerales de la mena. Algunos métodos de extracción de minerales son:

• Lixiviación en pilas: la adición de productos químicos, como cianuro o ácido, para eliminar el mineral.
• Flotación: la adición de un compuesto que se adhiere al mineral valioso y flota.
• Fundición: tostar la roca, haciendo que se segregue en capas para poder extraer el mineral.

Para extraer el metal de la mena, la roca se funde a una temperatura superior a 900°C, lo que requiere mucha energía. Extraer el metal de la roca requiere tanta energía que si se reciclan sólo 40 latas de aluminio, se ahorrará el equivalente energético de un galón de gasolina.

La minería y el medio ambiente

Figura 4. Drenaje ácido de una mina de carbón a cielo abierto en Missouri.

Aunque la minería proporciona a la gente muchos recursos necesarios, los costes medioambientales pueden ser elevados. La minería de superficie despeja el paisaje de árboles y tierra, y los arroyos y lagos cercanos se inundan de sedimentos. Los contaminantes de la roca extraída, como los metales pesados, entran en los sedimentos y en el sistema de aguas. Los ácidos fluyen desde algunos emplazamientos mineros, cambiando la composición de los cursos de agua cercanos (figura 4).

La legislación estadounidense ha cambiado de modo que en las últimas décadas una región minera debe ser restaurada a su estado natural, un proceso llamado recuperación. Esto no se aplica a las minas más antiguas. Los pozos pueden ser rellenados o reformados y se puede plantar vegetación. Los pozos pueden llenarse de agua y convertirse en lagos o convertirse en vertederos. Las minas subterráneas pueden sellarse o dejarse abiertas como hogar para los murciélagos.

Minerales valiosos

Figura 5. Las piedras preciosas vienen en muchos colores.

Algunos minerales son valiosos porque son hermosos. El jade se ha utilizado durante miles de años en China. Los diamantes brillan en muchos anillos de compromiso. Minerales como el jade, la turquesa, los diamantes y las esmeraldas son piedras preciosas. Una piedra preciosa, o gema, es un material que se corta y pule para la joyería. Muchas piedras preciosas, incluidas muchas de las que aparecen en la figura 5, son minerales.

Las piedras preciosas suelen ser raras y no se rompen ni se rayan fácilmente. La mayoría se cortan a lo largo de las caras de hendidura y luego se pulen para que la luz rebote en los planos de hendidura (figura 6). La luz no atraviesa las piedras preciosas opacas, como la turquesa.

Figura 6. Rubí sin cortar (izquierda) y cortado (derecha). El rubí cortado y pulido brilla.

Las piedras preciosas no sólo se utilizan en joyería. Los diamantes se utilizan para cortar y pulir otros materiales, como el vidrio y los metales, porque son muy duros. El mineral corindón, del que el rubí y el zafiro son variedades, se utiliza en productos como el papel de lija.

Los minerales se utilizan en lugares mucho menos evidentes. El mineral yeso se utiliza para el revestimiento de las casas. El cristal de las ventanas se fabrica con arena, que es principalmente cuarzo. La halita se extrae para fabricar sal gema. El cobre se utiliza en el cableado eléctrico, y la bauxita es la fuente del aluminio utilizado en las latas de refresco.

Resumen de la lección

• Los geólogos utilizan muchos métodos para encontrar yacimientos minerales que sean rentables de extraer.
• Los yacimientos minerales pueden explotarse mediante métodos de minería superficial o subterránea.
• La minería proporciona importantes recursos pero tiene costes medioambientales.
• Por la ley estadounidense, los terrenos actualmente explotados deben someterse a la recuperación. Esto no es cierto para las minas antiguas.
• Los minerales metálicos deben fundirse para hacer metales.
• Muchas gemas se cortan y pulen para aumentar su belleza.
• Los minerales se utilizan de diversas maneras.

Preguntas de reflexión

• ¿Qué habilidad te ayuda a desarrollar este contenido?
• ¿Cuáles son los temas clave que se tratan en este contenido?
• ¿Cómo puede el contenido de esta sección ayudarte a demostrar el dominio de una habilidad específica?
• ¿Qué preguntas tienes sobre este contenido?