Ejercicios: Recursos, yacimientos y reservas

Definí recurso natural y clasificá los siguientes en renovables o no renovables: agua subterránea, cobre, viento, suelo agrícola y petróleo. Justificá los casos dudosos.

El esquema representa los recursos totales conocidos de un mineral (rectángulo azul) y la parte que hoy constituye la reserva (rectángulo verde). Explicá qué diferencia hay entre recurso y reserva y razoná qué cambio económico o tecnológico puede representar la flecha marcada con «?», que amplía la reserva sin descubrir nuevos depósitos.

¿Qué condiciones debe reunir una concentración de minerales para ser considerada yacimiento? Explicá el papel de la ley de la mena y del precio de mercado.

¿Qué es la ley de un mineral (mena) y en qué unidades se expresa para un metal común y para un metal precioso? Poné un ejemplo numérico de cada caso.

Compará la minería a cielo abierto y la minería subterránea: ¿qué factor geométrico del yacimiento (profundidad y forma) decide la elección de cada método?

¿Qué es un recurso mineral crítico o estratégico? Citá dos ejemplos y explicá qué los hace críticos (importancia tecnológica y riesgo de suministro).

¿Qué es la relación estéril-mena (ratio de desmonte) en una mina a cielo abierto y cómo influye en su rentabilidad?

¿Qué son la mena y la ganga de un yacimiento? ¿Qué ocurre con la ganga durante el tratamiento del mineral?

Una mena de cobre con una ley del $0,8\ \%$ resulta explotable en una mina a cielo abierto, pero no lo sería una con ley del $0,1\ \%$. Explicá qué es la ley de corte y de qué factores depende su valor.

Elegí tres materiales geológicos presentes en tu vida cotidiana (celular, vivienda, alimentación) y rastreá el origen de cada uno hasta el mineral, la roca o el yacimiento del que procede.

La arena silícea para fabricar vidrio es un recurso abundante, mientras que el tantalio es escaso y estratégico. Compará cómo la abundancia geológica y la concentración tecnológica condicionan el precio y la geopolítica de ambos recursos.

Una mina explota $2\ \text{Mt}$ de mena con una ley del $0,5\ \%$ de cobre.

1. a) Calculá las toneladas de cobre contenidas en la mena;
2. b) explicá por qué el metal realmente obtenido será menor (rendimiento de la metalurgia).

Los yacimientos se clasifican por su génesis en magmáticos, hidrotermales, sedimentarios (placeres) y metamórficos. Describí brevemente cada proceso y poné un ejemplo de sustancia extraída de cada tipo.

Los yacimientos se concentran en pocos países por razones estrictamente geológicas. Explicá esa concentración y analizá dos consecuencias geopolíticas (dependencia del suministro, fluctuación de precios).

Describí las fases de la vida de una mina (prospección, exploración, explotación, cierre y restauración) e indicá qué se decide en cada una.

¿En qué consiste la exploración minera? Ordená las técnicas habituales (cartografía geológica, geoquímica de suelos, geofísica, sondeos) de menor a mayor costo e indicá qué aporta cada una.

Una explotación minera de blenda (ZnS) trabaja un yacimiento con una ley media de 4,5 % de Zn. Los costos directos de extracción y tratamiento ascienden a 90 pesos por tonelada de mineral tratado, con una recuperación metalúrgica del 80 %.

1. a) Si el precio de mercado del zinc cae en bolsa de 3000 pesos/t a 2000 pesos/t de metal, demostrá numéricamente por qué la explotación entra en pérdidas y se ve forzada a paralizar su actividad, justificando cómo se reclasifica el yacimiento en el diagrama de McKelvey (de reserva a recurso identificado subeconómico).
2. b) Diez años después, manteniéndose el precio del zinc en 2000 pesos/t y sin descubrir nuevo mineral, la mina reabre de forma rentable gracias a la introducción de biolixiviación y trituración selectiva, que reducen los costos a 65 pesos/t de mineral y elevan la recuperación al 85 %. Justificá numéricamente la nueva viabilidad y extraé una conclusión sobre el carácter dinámico y relativo del concepto de reserva frente al de recurso geológico.

Una empresa minera explora un macizo granítico en busca de wolframio (scheelita). En una fase preliminar, mediante escasos sondeos distanciados 1 km, estima un volumen global de 30 millones de toneladas de roca con una ley supuesta de 0,15 % de WO₃. La ley de corte económica de la explotación se sitúa actualmente en 0,28 % de WO₃.

1. a) Ubicá este yacimiento en los dos ejes del diagrama de McKelvey (certeza geológica y viabilidad económica), justificando por qué debe clasificarse como recurso y no como reserva.
2. b) Tras una campaña de sondeos de malla cerrada (50 × 50 m) con testigo continuo y análisis geoquímico, se delimita un bloque de 8 millones de toneladas con una ley media de 0,40 % de WO₃, mientras el resto del volumen permanece al 0,12 %. Explicá razonadamente cómo se reclasifica cada una de las dos fracciones en dicho diagrama.
3. c) Si el gobierno provincial aprueba una tasa ambiental por ocupación del suelo y exige un aval de restauración ambiental que eleva la ley de corte de la mina a 0,42 % de WO₃, predecí y justificá el impacto inmediato de esta regulación sobre la cantidad de reservas comercialmente explotables de la empresa.

A principios del siglo XX, la minería de cobre explotaba yacimientos con leyes medias superiores al 3 % (30 kg de Cu útil por tonelada de mineral extraído). En la actualidad, los grandes pórfidos cupríferos mundiales extraen mineral con leyes en torno al 0,5 % (5 kg de Cu/t). Al mismo tiempo, la electrificación dispara el consumo: un vehículo eléctrico convencional requiere 80 kg de cobre (frente a 20 kg en uno térmico) y un parque eólico precisa unas 4 toneladas de Cu por cada megavatio (MW) instalado.

1. a) Para fabricar una flota de 20 000 vehículos eléctricos a partir de un yacimiento con ley del 0,5 %, una recuperación metalúrgica del 80 % y una ratio estéril/mineral de 2:1, calculá la masa de mineral que debe procesarse y la masa de estéril que se debe remover. A partir de los resultados, deducí y explicá tres graves impactos geoambientales derivados de dicha escala de remoción de materiales.
2. b) Un representante de la industria declara que «el reciclaje de RAEE (residuos de aparatos eléctricos y electrónicos) permitirá prescindir de la minería de cobre primaria en los próximos 15 años». Rebatí de forma fundamentada esta afirmación considerando la tasa de crecimiento de la demanda, los desfases temporales por vida útil de los equipos y las limitaciones termodinámicas del reciclaje.