Curso de Laboreo de Minas I

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

CURSOS DE LABOREO DE MINAS PROLOGO DEL AUTOR A LA EDICIÓN INFORMATIZADA DEL AÑO 2003

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 la editorial Ingeopress. El último de los objetivos perseguidos era un libro que definiera los Fundamentos 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 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 Profesor adjunto del catedrático D. Luis de la Cuadra y sobre todo en los primeros cursos de postgrado 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,

CURSOS DE LABOREO DE MINAS que claramente tenían un 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, amigo y compañero de trabajo en Cerro Colorado y su hijo Antonio.

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 51 Curso de Laboreo y de 61 Curso de Minería a cielo abierto ampliados con los que antiguamente realizaba en la Fundación Gómez Pardo para Postgrado y doctorado, modernizados y puestos al día en cuanto a datos u otros aspectos 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 Ibero América 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 cuatro partes, de ahí que se subtitule Tetralogía, 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 opcionales ADiseño de explotaciones mineras” de 41 curso y llamada AEvaluación y Planificación minera”, de 51 curso, que ya ha sido publicada en Internet con las ayudas de los profesores Gómez Jaén, 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 simultanee mi labor de Catedrático con la de Presidente y Director General para intentar lograr una supervivencia a todas luces casi imposible, dadas las cotizaciones de los metales en la última época, tomamos la decisión de proceder a realizar una nueva edición informatizada en el curso 2001/2002, y

CURSOS DE LABOREO DE MINAS para ello he podido contar con la colaboración de los nuevos Profesores de la Asignatura D. Juan Herrera Herbert, D. Isidoro Moyano Encinas y D. Juan Pedro Gómez Jaén, que han escrito, corregido y mejorado algunos de los capítulos de los temas que ellos imparten en los últimos años y de los alumnos becarios D. Carlos Sánchez García, D. Cesar de Frutos Juárez, D. Santiago Carrillo Alonso 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 o en formato CD-Rom, 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. En el libro de Laboreo II y Explosivos y en el correspondiente al libro III, de “Diseño de Explotaciones mineras, hemos contado con la gran colaboración del Profesor D. Víctor Manuel López Aburto de la Escuela de Minas de la Universidad Autónoma Nacional de México, quien ha llevado a cabo una estancia de tres meses en el Seminario de Laboreo de la Escuela de Madrid y realizado el importante anexo sobre “Entibación y Fortificación de minas subterráneas” que enriquece notablemente la valía del libro, además de dejarnos una importante serie de sus apuntes informatizados que han sido una magnifica base para alguno de los capítulos nuevos. Así mismo en este libro han logrado los alumnos incorporar por primera vez algunas máquinas en movimiento e incluso la incorporación de un video sobre voladuras en el capítulo XXVII con el acompañamiento musical de la Obertura 1812 de Tschikovsky y para la portada del libro completo han introducido el tema de los Nibelungos del Oro del Rhin de Richard Wagner como t propio de la minería de otros tiempos.

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 Mayo de 2003

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 propusiéramos 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

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necesidades.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS mineral, sin incluir ninguna de estas fases. Teniendo en cuenta todas las anteriores consideraciones 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, máquinas 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 fundamentos, su funcionamiento y los campos de aplicación específicos; su selección más conveniente 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.

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-

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS -

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

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comercialización. Estas técnicas alcanzan una máxima importancia en los procesos

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 comprensión de los fenómenos del proceso de la voladura con explosivos y la segunda a la utilización 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 mantenimiento 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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la Tecnología Minera.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 profundamente 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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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 extraordinariamente 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

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De 1750 a 1875

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De 1875 a 1925

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De 1925 a 1950

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De 1950 hasta nuestros días.

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Con anterioridad a 1750

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 posteriormente 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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":

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

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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.

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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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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/ cm2) para 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:

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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-

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 especialmente 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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,

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 m3/hora, volquetes mineros con más 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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extranjeros en un país con tan buenos operarios mineros.

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).

GEOLOGIA

LABOREO

MINERALURGIA DIAGRAMA DE LA MINERÍA

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

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vendible que responda a aquella demanda del mercado.

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,

lc =

ΣC P u .η

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 v = lc x Pu x η, al determinar la ley que llega a producir un beneficio B nulo: B = Pv - ΣC = 0 , resulta: ΣC = Suma de todos los costos del proceso Pu = Precio unitario del producto vendible 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

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la ley de Lasky:

y=K 1 e

x K2

siendo :x = leyes, y = recursos; k 1 y k2 = constantes correspondientes a la

sustancia y al

yacimiento

Como recursos económicamente explotables debemos aceptar, tan solo, aquellos cuya ley es superior a la definida como ley de corte, pasando las restantes sustancias de la curva de los recursos - leyes a ser consideradas 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,

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-

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. SUBGRUPO

ROCAS

GRUPO

SUBGRUPO

ENERGÉTICOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

COMBUSTIBLES

ROCAS ORNAMENTALES

HIDROCARBUROS

PIEDRAS PRECIOSAS

NUCLEARES

METALES

INDUSTRIALES BÁSICOS

FERTILIZANTES

MENORES

SALES

PRECIOSOS

ESPECIALES

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GRUPO

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

-21-

fácilmente.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

PASOS EN LA ESTIMACIÓN DE LAS RESERVAS

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 tecnología 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 denominaremos MODELO ECONÓMICO.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 PROCESOS TÍPICOS

*

ETAPA

GRADO DE CONCENTRACIÓN

1ª

PEQUEÑO

Estrío manual , trituración, clasificación, lavado, corte, pulido, etc.

Rocas, tierras, arcillas, hierros, carbones buenos, áridos, oro y minerales aluvionares.

2ª

MEDIO

Trituración gruesa, clasificación gravimétrica, medios densos, secado, mezclado y homogeneizado

Carbones medios, industriales y metales pesados sueltos.

3ª

NORMAL

Trituración gruesa y fina, molienda, flotación, espesado, filtrado y secado

Sulfuros metálicos diseminados, industriales especiales.

4ª

GRANDE

Trituración gruesa, fina, molienda, disolución química, concentración, electrólisis, precipitación y fusión

Oro, plata y otros metales diseminados, uranio, cobre y sales.

*

EJEMPLOS

NOTA.-Evidentemente pueden presentarse algunos casos aislados en que puedan concentrarse fácilmente unos minerales difíciles, como es el caso del oro por bateas o el de unas rocas y tierras que 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 FIABILIDAD

DEMOSTRADOS

NO IDENTIFICADOS INFERIDOS

HIPOTÉTICOS

ESPECULATIVOS

ECONÓMICA % MEDIDAS

INDICADAS

RESERVAS

R1

R1

R2

R3

MARGINALES

R2

R2

R2

R3

LATENTES

R3

R3

R3

100 - 87,5

87,5 - 75

75 - 50

FIABILIDAD

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 corresponden 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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).

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 $/Km 2. 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS CLASIFICACIÓN Y VALORES DE LAS PRODUCCIONES MINERAS EN EL AÑO 2000

GRUPO

SUSTANCIA Unidad

TONELAJE Millón. t

Valor $/t

Valor total Subgrupo Millones Millones $

7.150 3.850 2.585 2.000 110 160 165 1.700 165 17.885

5,4 6,0 5,0 15,0 7,0 45,0 25,0 77,5 100,0

2,5 22,5 13 5 43 Mquilates 56

400,0 350,0 400,0 250,0

65,0

3.640

60,5 20 116,5

5,2 200,0

312 4.000

% valor

% tonelaje

264.980

16,15

58,11

15.325

0,93

0,14

3.952

0,24

0,038

95.519

5,82

3,44

23.623

1,44

0,05

31.216

1,90

0,07

ROCAS Piedras Gravas Arenas MATERIALES Calizas DE LA Yesos CONSTRUCCIÓN Cales Arcillas Cementos Arenas silíceas Subgrupo Pizarras ROCAS Mármoles ORNAMENTALES Granitos Otras ornamenta. Subgrupo Perlas, rubíes, esmeraldas, ópalos GEMAS

Diamantes industriales Diamantes Subgrupo

METALES

BÁSICOS

MENORES

PRECIOSOS

Hierro (mineral) Cobre (metal) Plomo (metal) Zinc (metal) Aluminio (metal Subgrupo Níquel Cobalto Cromo Estaño Volframio Molibdeno Titanio Vanadio Manganeso Magnesio Mercurio Otros Subgrupo Oro Plata Platino Paladio Subgrupo

miles t 1.010.000 13.100 2.980 8.000 23.900 1.057.980 miles t 1230 32,3 13,7 200 31,5 440 5.000 42 7.500 277 630 15.397 t metal 2.445 17.900 178 177 20.700

26 1.760 462 1.122 1.500

8.613 34.100 1.450 8.140 7.500 6.000 300 4400 240 4400 4286

9.180.328 172.131 13.033.333 19.032.258

38.610 23.100 12.925 30.000 770 7.200 4.125 131.750 16.500

1.000 7.875 5.200 1.250

26.260 23.056 1.377 8.976 35.850

10.594 1.101 20 1.628 236 2.640 1.500 185 1.800 1.219 2.700 -

22.446 3.081 2.320 3.369

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS CLASIFICACIÓN Y VALORES DE LAS PRODUCCIONES MINERAS EN EL AÑO 2000 ENERGÉTICOS CARBONES

HIDROCARBUROS

NUCLEARES

Turba energética Lignito Antracita Hulla Subgrupo Petróleo Gas Natural Arenas Asfálticas Pizarras bituminos Subgrupo Uranio

INDUSTRIALES O QUÍMICOS

FERTILIZANTES

SALES

MINERALES ESPECIALES

TOTAL TOTAL per cápita

Millón. t 1.000 1.000 1.000 1.223 4.223 4.445 2.100 200 n.d. 6.745 En t 36.000

10 20 60 75

162 125 50 n.d.

10.000 20.000 60.000 91.725 171.725

10,46

13,72

992.668

60,49

21,92

792

0,05

0,70

11.990

0,73

0,80

15.533

0,95

0,88

13.765

0,84

0,74

1.641.088 273,5

100

100

720.168 262.500 10.000

22.000

Millón. t Fosfatos Potasas Piritas Azufre Turba agrícola Subgrupo

140,0 26,5 22,3 57,4 27 246,2

40 155 20 32 27

Sal Común Bromo Magnesita Fluorita Sosa Barita Borax Carbonatos Sulfatos Subgrupo

210,0 0,5 3,1 4,5 31,0 5,7 2,5 10,0 4,0 271,3

40 900 43 40 130 24 250 100 140

Asbestos Estroncio Caolines Feldespatos Talcos Refractarios Arcillas Arenas Subgrupo

6,0 0,3 27,0 9,1 9,5 20,0 50,0 107,0 228,9

150 63 107 50 117 150 65 20

6.000 millones

30.776 5,13

53

5.600 4.108 446 1.837

8.400 468 133 180 4.030 137 625 1.000 560

900 19 2.889 455 1.112 3.000 3.250 2.140

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

En valor 3%

18%

ROCAS 8%

METALES ENERGÉTICOS INDUSTRIALES

71%

2%

En peso

36% 59%

ROCAS METALES ENERGÉTICOS INDUSTRIALES

3%

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%.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

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

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

20.570

4.445

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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS PAÍS

% DEL MUNDO

% ACUMULADO

RUSIA

15

USA

15

ÁFRICA DEL SUR

7

CANADÁ

7

AUSTRALIA

6

CHINA

19

CHILE

3

BRASIL

4

PERÚ

2

INDIA

2

70

RESTO DEL MUNDO

30

100

30

50

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 autosuministro, 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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: 2 10 país del mundo en Producción minera por Km 2 = 6.400 $ / Km -

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 sustan cias (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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS -

Es una tierra más rica en rocas que en minerales, por ejemplo, en rocas ornamentales, 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 2

relativamente buena la densidad de extracción por Km. . -

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 internacional 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES ESPAÑOLES EN EL AÑO 2000. PROFESOR ESPI GRUPO

SUSTANCIA

ROCAS

Unidad Gravas y Arenas

TONELAJE Millón. t

medio $/t

Valor total Millones de $

104

6

624

12

5

60

Margas Calizas, dolomías

Valor

222

15

MATERIALES

Yesos

11

7

74

DE LA

Cales

16

45

720

CONSTRUCCIÓN

Arcillas

50

25

1.250

Cementos

30

77,5

2.325

8

100

800

Arenas silíceas Subgrupo

452,6 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

1.000

Cobre (metal)

24

Plomo (metal)

59

Zinc (metal)

200

26 1.760 462 1.122

Aluminio (metal Subgrupo Estaño

9.183

88,91

3.032

1,68

319

0,25

Mercurio

18

0,00

78

0,04

42 27 225 -

1

8.140

8

2

4.286

10

-

Otros Subgrupo

26

1.282

Wolframio MENORES

tonelaje

en Kt de metal Hierro (mineral)

BÁSICOS

Millones de $

3.330

Pizarras

METALES

Valor Subgrupo % sobre

3 en t metal

PRECIOSOS

Oro

4,31

9.180.328

40

Plata

221

172.131

38

Subgrupo

225,31

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

ENERGÉTICOS

Unidad

Millón. t

Lignito COMBUSTIBLES

11,73

20

235

Antracita

5,16

60

310

Hulla

6,17

75

463

Subgrupo

23,07

Petróleo HIDROCARBUROS

NUCLEARES en t

0,23

162

38

Gas Natural en Mm

0,18

125

22

Subgrupo

0,41

Uranio (U3O8)

401

3

19.800

1.007

4,53

60

0,08

8

0,00

226

0,62

1.132

1,83

8

INDUSTRIALES O QUÍMICOS

Millón. t Potasas

0,65

155

101

Piritas

1,50

50

75

Azufre

1,00

50

50

Subgrupo

3,15

Sal Común

5,50

40

220

Bromo

0,52

900

468

Magnesita

0,16

43

7

Fluorita

0,14

40

5

Barita

0,02

24

1

Carbonatos

2,00

100

200

Sulfatos

1,00

140

140

Otros

0,65

140

91

Subgrupo

9,34

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

509,05

15.387

99,97

FERTILIZANTES

SALES

TOTAL TOTAL per cápita

40 millones

12,73

30

384,66

100

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

VALOR DE LOS SECTORES MINEROS ESPAÑOLES A LO LARGO DEL SIGLO XX (ITGE.1990)

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.

F UNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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.

F UNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

•

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

F UNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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:

F UNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

HUECO

Preparación Apertura Bancos o niveles Accesos Rampas o pozos

MECÁNICA DE ROCAS

Muro Techo Laterales

DISEÑO GEOMÉTRICO VERTEDEROS

Interior Exterior

DESAGÜE Y DRENAJE RESTAURACIÓN

ENERGÍA - TIPO Y CANTIDAD ESPECIFICACIONES Y CONJUNTOS CANTIDAD Y CAPACIDAD RENDIMIENTOS Y UTILIZACIÓN FABRICACIÓN Y MARCA

MAQUINARIA

OPERADORES PERSONAL

3.1.

MANTENIMIENTO

Mecánico Eléctrico

SUPERVISIÓN

Técnica Superior

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

F UNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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

3.2.

•

Método y Sistema.

•

Tamaño y Ritmo

•

Secuencia de la explotación

•

Periodo de construcción

•

Propiedad y financiación

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

•

Mixto (el más frecuente)

•

Exterior

•

Presas de residuos

Los criterios para elegir el emplazamiento del vertedero son: Geotécnicos

Estabilidad y Seguridad

Económicos

Distancia y precio de los terrenos

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

3.4.

Ecológicos

Integración en el medio ambiente

Topográficos

Volumen y vida

Mineros

Sin mineralizaciones en el subsuelo

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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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).

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS •

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,.).

• 3.7.

Criterios económicos (costes de propiedad, operación, amortizaciones). 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 determinación 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

6.3.-

- a corto plazo y pequeña escala - a medio plazo y escala normal - a largo plazo y escala normal 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

10.000.000

GIGANTE

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

conocimiento

de

un los

magnifico 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS • •

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS •

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: • • • • • • • • • • • 4.

Geología Geofísica Geoquímica Mineralurgia Metalurgia Ingeniería Minera Química Derecho Medio Ambiente Política Etc.

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS -

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:

GEOLÓGICOS

Investigación Evaluación Planificación

Descubrimiento Cuantificación Detalle operativo

MINEROS

Geotécnicos Drenaje Muestras

Selección de maquinaria Calidad y cantidad del agua Calidad y precio del mineral

MINERALÚRGICOS

Mineralógicos Tratamiento Económicos

Tamaño de grano Muestras para mercado Dureza y abrasividad

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

Según el caso, el testimonio físico que se obtiene del sondeo se puede clasificar en: • • •

Testigo continuo Polvo o detritus Digrafías en barreno.

Vehículo de toma de diagrafías

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS •

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

Pórfido cuprífero

200 * 200

50 * 50

20 * 25

Carbón

500 * 50

100 * 50

50 * 50

Uranio

250 * 250

50 * 50

10 * 10

1.000 * 1.000

100 * 100

5*5

Aluvión de oro

PLANIFICACIÓN

3. CLASIFICACIÓN DE LOS SONDEOS DE EXPLORACIÓN De acuerdo con los distintos criterios los sondeos se clasificarán en:

Por

su

diámetro

AQ = 27 mm BQ = 36,4 mm NQ = 47,6 mm HQ = 73,5 mm PQ = 85 mm Para más de 100 mm se suelen llamar barrenos

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

Por

su

montaje:

Manual Estático Móvil-sobre tractor o camión

Por

su

energía:

Eléctrica Diesel-hidráulica Aire comprimido

Por su aplicación:

Interior o subterráneo Exterior Profundo (petróleo o agua)

Por

Discontinuo Testigo continuo Diagrafía Polvo Ciego (Diagrafía)

su

muestra:

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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS -

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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:

3 S k = d ( ∑ P i + ∑ P ex ) 4 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:

1 V k = ( S k + S k+1 + S k * S k +1 ) 3 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:

T m = ∑V k * δ m * l m Por pozos, socavones y galerías: Para la determinación más precisa de los parámetros geomecánicos, físicos, químicos y mineralógicos en los grandes depósitos mineralizados 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 determinados por las mediatrices de los sondeos 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:

Contenido= Si * hi * δ i * li

Reservas= Σ V i * δ

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 productividad 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 básicos 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,

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 consecuencias: -

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Si llevamos estos puntos a una hipotética curva del desarrollo de la humanidad en el tiempo, podría tener la forma siguiente: Esta curva, llamada comúnmente "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 NIVEL DE DESARROLLO

y corresponde, en su forma y división como dijimos al principio, al normal desarrollo de cualquier empresa humana, tanto de un individuo, o de un

45.900

1.776

1990

TIEMPO

producto, como de una idea, de una sociedad o empresa, así como de la humanidad mis-

CURVA EN "S" DEL DESARROLLO HISTORICO

ma y como es lógico de la propia 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 pequeños 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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 empresa 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Empresas en el período de introducción -

Son las compañías nuevas o pequeñas. Compañías 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:

CURVA DE DESARROLLO DE UNA EMPRESA MINERA

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 comenzaron con el Zinc y el Hierro. De 1945 a 1960 dieron prioridad a la explotación del Hierro, Zinc y Aluminio contribuyendo a la reconstrucción de los países destrozados por la 2ª guerra mundial.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 competencia 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 diversificación 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

MODELO DE UNA COMPAÑÍA

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

PERCEPCIÓN OCCIDENTAL DE LAS RESPONSABILIDADES

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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?

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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:

-62-

"Mandar no es dar órdenes, sino conseguir los objetivos programados"

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

EMPLEADOS PROPIETARIOS

DIRECCION

FINANCIEROS

TECNOLOGIA

DIRECCION

SOCIEDAD SOCIEDAD

GOBIERNO

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.).

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS DIFERENCIAS ENTRE LA PLANIFICACIÓN A LARGO PLAZO Y LA ESTRATÉGICA CARACTERÍSTICAS

ESTRATÉGICA

LARGO PLAZO

Del problema u objetivo

Problemas nuevos, no estructurales

Problemas con alguna estructura

Importancia de la experiencia previa

Poca

Algo a mucho

Naturaleza de la información base

Cualitativa

Más cuantitativa y datos conocidos

Énfasis

En la efectividad (en el qué del negocio)

En la eficiencia (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 (Pocas Personas)

Direcciones operativas (Muchas personas)

Sistema

Falta la sistemática pero dominará el contenido

Formalistico y con dominio del procedimiento

Técnicas o herramientas.

Pocos números, aunque útiles.

Muchos números y muy útiles.

Usos principales

Identificar los cambios y adaptar y expandir la compañía en función de ellos.

Colocar y coordinar los recursos. Integrar las comunicaciones y crear equipo.

La determinación de la naturaleza y dirección de la empresa es la más alta de las responsabilidades 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 2. CLASES DE PLANIFICACIÓN Como hemos indicado fundamentalmente son tres: operativa, administrativa y estratégica que se subdividen en programas de actuación

Planificación operativa

Planificación Administrativa

+ Temporal * * * * * * Espacial * * * * * . Económica

+ Corto plazo * * Medio plazo * . Largo plazo + Zonas geográficas * * Áreas locales * . Niveles, secciones y cuarteles. + * * .

Precios de venta Inversiones Rentabilidad Costos

+ Programas de personal o recursos humanos * * Programas financiero y de tesorería * * Programas de abastecimiento de materiales (exploración y recursos) * * Programas de maquinaria, medios y procesos operativos. * . Programas de investigación e innovación

3. ETAPAS DEL PROCESO DE UNA PLANIFICACIÓN MINERA 1º. 2º. 3º. 4º. 5º. 6º. 7º. 8º. 9º.

Determinación de los objetivos mineros a conseguir. Descomponer los objetivos en unos subobjetivos específicos en tiempo y dimensión. Desarrollar las alternativas posibles. T MUST = DEBER Comparar las diferentes alternativas. * R WANT = QUERER Valorar las alternativas en tiempo. Valorar las alternativas en presupuesto. Elección tentativa de la alternativa más conveniente. Medir las consecuencias adversas de la alternativa elegida tentativamente. Tomar la decisión final.

La planificación es y debe ser una herramienta para tomar decisiones.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

RELACIÓN ENTRE GRADOS DE PARTICIPACIÓN Y PLANIFICACIÓN

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 medidas 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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, consumos, explosivos y rendimientos.

PROGRAMA DE PERSONAL.

Técnicos, operadores, mantenimiento, administrativos, propios y subcontratados.

PROGRAMA DE INFRAESTRUCTURAS:

Necesidades de terrenos, agua, energía, repuestos y almacenes.

PROGRAMAS DE PRODUCCIÓN

Productos vendibles o minerales, según calidades 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

RITMO =

) ) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -) ) )

Vida

tonelaje = ) ) ) )- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -) Año

VIDA = Los años de explotación planificables de las reservas medidas y demostradas RATIO LIMITE ECONÓMICO RLE = Relación máxima de m3 de estéril a mover por tonelada de mineral que es 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 (RLE) = F (B) siendo:

RLE

=

Ratio límite económico

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 resultado de dividir las reservas demostradas por el ritmo.

Vida =

e s v as reservas R i itm o

t t / año

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 R0,75 (1 ± 0.2) siendo R las reservas demostradas en millones de toneladas. y en consecuencia resulta la Vida = 6,5 x R0.25 (1 ± 0.2) 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

ÁBACO DE LA FORMULA DE TAYLOR

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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".

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 objetivo 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 observaciones. (Pr. Lesourne). Las cuatro secciones que deben examinar sucesivamente los hechos objetos de la investigación son:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

SISTEMA

% coste energía /

CONSUMO ENERGÉTICO SEGÚN EL

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

Primarias

T * * * * R

Gravedad Mano de obra Animales Madera Hidráulica Carbón

T * * * * * R

Vapor Electricidad Aire comprimido Hidrocarburos (Diesel) Oleohidráulica Química (explosivos) Atómica (voladura)

FUENTES DE ENERGÍA

Secundarias

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 m3/t. de mineral tratado, según exista o no la recuperación 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 3/año. La mina de Riotinto para una producción anual de 6Mt de Mineral de Au y Ag y 9 Mt de Mineral de Cu necesit unos 20 M.m3 de agua, a 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS La mina de Puentes de Garcia Rodriguez en Galicia recibe más de 2000 l/m2//año y ello le obliga a desaguar entre 13 y 15 millones de m3 con una potencia instalada de 10.000 KW. Andaluza de Minas en Granada desaguaba más de 10 millones de m3. que servian para el regadío de la vega de Guadix. La mina de Reocín en Santander desagua casi 7 Millones de m3 por año con el consiguiente 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/m2 y la media de filtración es de un 20%, que 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/m2/año, además de la parte de la escorrentia que no hayamos impedido que llegase al hueco de la explotación.

SITUACION DEL NIVEL FREATICO EN UNA EXPLOTACION

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

DESAGÜE EN MINERIA DE INTERIOR

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Las Aguas Subterráneas en una explotación minera pueden ser: 1º.-

Según los caudales en la mina que varian entre:

Caudal

T pequeño

- menor de 10 m3/h.

* mediano

- entre 10 y 1000 m3/h.

R fuerte

2º.-

- mayor de 1000 m3/h. 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.

-

Cavernas. Minados antiguos con aguas colgadas.

-

Rocas conductoras. Diques o capas impermeables.

MINERIA OFF-SHORE.

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

SISTEMAS DE DRENAJE Y DESAGÜE EN M.C.A.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

* *

*

*

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 explotaciones, 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 acción. 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 explotación 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

Planta de

Oro y plata Oro y plata

Oficinas

Planta de

Cal

Espesador de

Gossan

Almacén de

Mineral fino

Subestacion

Electrica

Tanques Molienda y flotacion de cobre

Agua

Laboratorio

Espesadores de

Cobre y pirita

Taller Planta

Trituradora

Secundaria

y

Almacén general

Terciaria

Stock de

Cobre

Pista ..................... Taller Mina

Almacén mina

Trituradora de Trituradora

Gossan de Cobre

Vestuario y

Botiquin Stock de

Gossan

Estacion de Servicip

Vertederos

Explotación de la Mina Pista Real de la Mina

Módulo 4 Módulo 1

Módulo 2

Módulo 3

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

IMPLANTACION DEL PROYECTO DE LA MINA SALDES EN BERGA

Caso planteado por la Generalitat de Cataluña para la explotación de una concesión recientemente 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

IMPLANTACION DE LA INFRAESTRUCTURA DE LAS AREAS DE CIELO ABIERTO E INTERIORY 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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 m3/t en la 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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 en la zona de la faja pirítica portuguesa para la explotación de un rico yacimiento de polimetálicos con un capacidad anual superior a los 1.500.000 t para producir concentrados de cobre y estaño para su posterior envio a las fundiciones europeas. Cuenta con todas las instalaciones necesarias de una mina moderna, incluso un ferrocarril para llevar los concentrados al puerto de Setubal, en donde cuentan con embarcadero propio de contenedores. Además de la infraestructura de interior y de las necesidades de exterior, presas, accesos, residencias, etc. cuenta con viviendas para técnicos y obreros en el pueblo próximo de Castro Verde.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 DEL YACIMIENTO

CONDICIONES DEL ENTORNO

PARÁMETROS DE LA 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 estabilidad 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 mantenimiento y conservación de la maquinaria e instalaciones necesarias para efectuar todas las operaciones mineras.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 sistemas 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

ISOMÉTRICO, MONTAÑOSO Y MASIVO

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.

SEDIMENTARIOS PARALELOS A FAVOR Y EN CONTRA LADERA

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS Pipas, filones o estructuras columnares que se extienden en una sola dirección preferente, generalmente la vertical, y con un limitado volumen 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 COLUMNAR Y PROFUNDO

formaciones con una génesis de tipo hidrotermal y con una tectónica muy accidentada.

Complejos, cuando el depósito tiene dislocaciones geológicas que lo doblan con sinclinorios y anticlinorios sucesivos.

ESCAMAS TECTÓNICAS

Estructuras intermedias de las anteriores, como lentes, escamas, filones, doblados, fallados o tectónicamente 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 hidrotermalismo, tectónica y metamorfismo.

VARIOS

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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)

SUPERFICIAL

YACIMIENTO BAJO EL AGUA

YACIMIENTO EN LADERA

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 mineral 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 subterránea. Para más de 3 000 m de profundidad hay que pensar en minería por sondeos

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FORMAS DE LOS YACIMIENTOS O DEPÓSITOS CON RELACION AL BUZAMIENTO

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS En cuanto a las dimensiones del depósito que más adelante se relaciona con el ritmo de explotación podemos clasificar a los yacimientos en: SUPERFICIE EXPLOTABLE en km2

PROFUNDIDAD En m

0.4

20-40

0.4 - 2

40-100

2.5 - 6

VOLUMEN6TOTAL EN 10 m3

TAMAÑO

VIDA En años

Pequeño

10

40-100

Mediano

10-25

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

10

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 extracción 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS por un fuerte ritmo de explotación, una siempre difícil selectividad y unos graves condicionamientos 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 restauración 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS *

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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS GEOMETRÍA

SUSTANCIAS

TAMAÑO

DENOMINACIÓN

INVERSIÓN

Superficial

Rocas

Pequeño

Casi nulo

Baja

Poca

Bajo

Profunda

Metales

Grande

Creciente

Grande

Alta

Alto

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

Adaptable

Variables

Mediano

Combinado

Grande

Media

Variable

CARACTERÍSTICAS

CANTERAS CORTAS DESCUBIERTAS

ESPECIAL

TECNOLOGÍA C O S T E

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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:

Materiales de construcción

CANTERA O MINA DE PIEDRA

Obras Públicas (Abastecimiento de Piedra)

Ornamentales

Cementos y Yesos Ladrillos y bloques Rocas y arcillas. (Áridos) Cerámica y vidrio

Hormigones Asfaltos Relleno

Pizarras 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.

*

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 CANADÁ ESPAÑA AUSTRIA SUECIA FINLANDIA DINAMARCA EE.UU. SUIZA FRANCIA ALEMANIA JAPÓN GRAN BRETAÑA ITALIA BÉLGICA HUNGRÍA

Arena y grava 317 79 60 68 42 41 923 44 214 287

Piedra triturada 134 156 25 22 8 5 1 247 11 164 123

Producción total 451 235 85 90 50 46 2 170 55 378 410 800

130

161

291

5.2

167 20 33

118 18 7

285 38 40

5.0 3.9 3.8

Producción per cápita 17.6 5.9 11.2 10.7 10.1 9.0 8.8 8.2 6.8 6.7 6.6

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS • 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 Escollera Cantos gruesos Cantos medios Grava Arena Limo Arcilla

Tamaño en mm > 200 100 - 200 20 - 100 2 - 20 0,02 - 2 0,002 - 0,02 < 0,002

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS • 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 abastecimiento 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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,

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

EXPLOTACIONES TIPO GRAVERA Graveras secas

Consisten en excavaciones tridimensionales realizadas hasta alcanzar el fondo previsto o lecho del depósito de gravas y arenas. Estas explotaciones se localizan en las terrazas altas de los depósitos fluviales y se trabaja siempre por encima del nivel del río o, en su caso, del nivel freático. Según la profundidad alcanzada, el avance se realiza con un frente único o escalonado en varios bancos. La maquinaria empleada es típica de cualquier explotación a cielo abierto, siendo lo habitual las dragalinas, las retroexcavadoras o las palas cargadoras sobre ruedas, ya que son máquinas que presentan la ventaja de una mayor accesibilidad visual de los materiales que se extraen y unas mejores condiciones de trabajo de los equipos mineros. Graveras con explotación bajo lámina de agua

En estas explotaciones el nivel freático se encuentra muy próximo a la superficie o a una cierta profundidad cuando el paquete productivo es de gran potencia. Por ello, la extracción se realiza total o parcialmente bajo el agua. En la mayoría de los casos se lleva un solo banco con una altura igual a la de la profundidad del hueco inundado. Solo cuando la parte alta del depósito se encuentra seca, la extracción se hace con un método mixto, pudiendo emplearse equipos distintos en cada zona. Los más comunes son dragalinas, cucharas de arrastre y retroexcavadoras. El principal inconveniente está en la falta de visión sobre los materiales que se extraen y, consecuentemente, las pérdidas o la contaminación de estos materiales por arcillas o limos. Este método presupone que prácticamente todos los terrenos afectados van a ser abandonados como lagunas, llegándose a rellenar parcialmente algunas zonas.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

Graveras con rebajamiento del nivel freático

El método se basa en la depresión del nivel freático mediante: •

Conjunto de pozos de bombeo perimetrales al área de explotación

•

Red de zanjas excavadas por debajo del nivel de extracción

•

Pantallas de impermeabilización

En cualquier caso, requiere disponer de un equipo permanente de bombas para mantener el nivel de agua a la altura deseada. La cantidad de agua que es preciso bombear puede llegar a ser notable debido a la alta conductividad hidráulica y radios de influencia de varios cientos o miles de metros. Entre las ventajas de este tipo de explotaciones se encuentran: •

Mejores condiciones de trabajo de los equipos convencionales de extracción al estar el material drenado

•

Mayor precisión en la extracción al poderse ver el contacto entre materiales de diferentes características.

•

Mejor aprovechamiento del depósito al poderse observar el fondo del yacimiento.

Por su parte, entre los inconvenientes se encuentran: •

La inversión que se requiere en equipos de bombeo y red de captación de agua, zanjas y pozos.

•

El coste de extracción del agua durante la operación.

•

Los problemas de vertido y de control de un gran caudal de agua a un cauce próximo o a huecos excavados anteriormente, que pueden requerir un tratamiento de las aguas y presentar el riesgo de retorno del agua hacia el área de trabajo por filtración a través del propio acuífero.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 ornamentales es una de las actividades del hom-

UTILIZACIÓN MUNDIAL DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS dad del arranque, así como con MILES DE t

el logro de unos costes, cada

24000

22000

vez más competitivos, todo lo 20000

cual ha hecho posible un gran

18000

avance de este sector en la

16000

14000

década de los 90, situándose 12000

España en un lugar privilegiado

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(1ª en pizarras, 2ª en granitos y

6000

3ª en mármoles) a escala mundial.

4000

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1991

PRODUCCIÓN DE ROCAS ORNAMENTALES EN EL MUNDO

En

MILES DE t

paralelo

con

las

anteriores

2600

consideraciones, la tendencia actual en

2400

2200

la mejora de los sistemas de arranque se

2000

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ha orientado hacia una modificación del

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concepto clásico de la actividad que

1200

implicaba el concurso de un elevado

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800

número de artesanos en la cantera,

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mediante su sustitución por máquinas y

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1990

1991

una mayor participación en las actividades complementarias, como son una

PRODUCCIÓN DE ROCAS ORNAMENTALES EN ESPAÑA

mayor elaboración y una gran diversificación 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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/cm2 (40 MPa), 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/cm2 y superiores a los 400 Kg/cm2.

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/cm2 (200 MPa).

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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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:

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS - 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 dimensiones 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

-

Peso

2 - 6 m3 10 - 20 t

en donde son más apreciados y por ello mejor pagados los mayores tamaños, el mejor escuadrado, el mejor acabado de las caras, factores todos ellos que implican un mejor rendimiento de transformación posterior. Alcanzan unos volúmenes de 6 m3 y hasta 20 t de peso, y pueden ser ya objeto de comercialización, y exportadas a grandes distancias para llegar a valer cifras millonarias. 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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, decrepitabilidad, 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.

*

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS

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 m3. La operación de arranque comienza con 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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 (mm)

Velocidad (ml/h)

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

Espesor (cm)

Rendimiento (m2/h)

El rendimiento específico de la perforación oscila entre unos 2 y 7 ml/m3 del material rocoso a 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 m3. Los rendimientos normales de perforación son los siguientes: Rendimiento horario............ 7 m2/h Rendimiento específico........5 ml/m3. 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.

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FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 m3 para 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 m2/h. Rendimiento específico........ 3 - 15 ml/m3. 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.

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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.

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La secuencia del sistema de arranque de rocas ornamentales con hilo, es similar al expuesto

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 :

ESQUEMA PARA EQUIPO DE CORTE CON HILO DE ACERO

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.

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Un sistema móvil de contrapesos, que permite mantener el circuito del cable en tensión

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS (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.

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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.

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Una serie de columnas con poleas móviles de avance automatizado, ubicadas en los extremos de la superficie de corte.

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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/m2 de superficie en 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................................

1x3+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/mm2.

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

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 alimenta por vía acuosa a la entrada del hilo en el macizo en corte y está compuesto habitualmente por arena silícea o granalla de carburo de silicio, de unas calidades muy controladas y precisas de acuerdo con la abrasividad de la roca a cortar, ya que siempre es un coste importante. La arena silícea, el abrasivo más usado en España, debe tener una granulometría bien homogénea e inferior a 2 mm, con un contenido en SiO2" mayor del 90% y con unas aristas lo más vivas posibles. Los consumos más ESQUEMA DE ARRANQUE CON CABLES

habituales suelen estar comprendidos entre 200 y 500 Kg/m2.

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".

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 m2/h. La apertura del cuele comienza con la perforación de un barreno 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.

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS 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 correspondiente reductor que actúa sobre la polea conductora del cable y que va montado sobre un chasis 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-

CORTE CON HILO DIAMANTADO

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:

CABLE DIAMANTADO

FUNDAMENTOS DE LABOREO DE MINAS -

Diámetro del cable guía ...................

5 mm

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Diámetro del inserto diamantado......

10 mm

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Longitud del inserto diamantado........ 8.5 mm

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Longitud útil diamantado....................... 6 mm

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Separación entre insertos.....................30 mm

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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 m2/h

ml/m2

Mármoles cristalinos

8 - 15

25 - 50

Mármoles compactos

5-9

15 - 30

Mármoles duros

3-5

15

10 - 15

50 - 75

Calizas blandas y porosas

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 (