Ejercicios: Los usos de rocas y minerales

Observá el esquema: a la izquierda hay cinco objetos cotidianos numerados y a la derecha, cinco minerales desordenados. Unê cada número con la letra del mineral del que procede el objeto y explicá, en dos de los casos, qué propiedad del mineral lo hace útil para ese fin.

Indicá tres usos distintos de las rocas en las construcciones de tu localidad (fachadas, veredas, techos, monumentos...) y nombrá la roca empleada en cada caso si la conocés.

El yeso, la sal común (halita) y el cuarzo son minerales con usos muy distintos. Nombrá un uso cotidiano de cada uno y explicá qué propiedad del mineral lo hace útil para ese fin.

Nombrá dos metales que se obtienen de minerales extraídos de la corteza terrestre y un uso cotidiano de cada uno.

¿Para qué se usa la arcilla? Nombrá dos productos de tu vida cotidiana hechos con ella y explicá qué le ocurre a la arcilla cuando se cuece en un horno.

Nombrá dos rocas utilizadas en la construcción y explicá en qué parte de un edificio se emplea cada una.

Además de para cocinar, nombrá dos usos de la sal común (halita) y explicá qué propiedad de la sal los hace posibles.

Explicá qué es una cantera y en qué se diferencia de una mina, poniendo un ejemplo de material que se obtenga en cada una.

Para la mesada de una cocina se duda entre granito y mármol. Tené en cuenta que el mármol es una caliza metamorfoseada que reacciona con los ácidos (limón, vinagre), mientras que el granito es muy duro y apenas se altera. Recomendá una opción y justificala.

Las rocas y los minerales son recursos no renovables. Explicá qué significa esto, poné dos ejemplos de materiales cuyas reservas disminuyen y proponé dos medidas para consumirlos de forma más sostenible.

Una cantera a cielo abierto da empleo a un pueblo, pero destruye una ladera y genera polvo y ruido. Exponé dos argumentos a favor y dos en contra de la cantera, y terminá dando tu opinión razonada.

El cobre se usa en los cables eléctricos y el hierro en las vigas de los edificios. Relacioná cada uso con la propiedad del metal que lo hace posible y nombrá un material que podría sustituir a cada uno, razonando si cumpliría la misma función.

Las baterías de los celulares y de los autos eléctricos necesitan litio y cobalto. Explicá por qué crece la demanda de estos minerales y planteá un problema que puede generar tanta extracción.

Para obtener una tonelada de cobre hay que extraer y tratar muchas toneladas de roca. Razoná por qué la minería genera montañas de residuos (escombreras) y qué problemas pueden causar esas acumulaciones al paisaje y al agua.

El vidrio de las ventanas y las botellas se fabrica con arena muy rica en cuarzo. Explicá qué proceso transforma la arena en vidrio y razoná por qué se añade vidrio reciclado triturado a la mezcla: qué se ahorra con ello.

En la Prehistoria, la obsidiana y el sílex se usaban para fabricar puntas de flecha y cuchillos. Explicá qué propiedad de esas rocas los hacía tan útiles y qué materiales fueron sustituyéndolos con el paso del tiempo.

Un fabricante de tecnología afirma en su campaña publicitaria: «Nuestro nuevo smartphone es 100 % ecológico porque su batería dura el doble y la carcasa es de aluminio pulido en lugar de plástico». Sabiendo que las baterías requieren litio y cobalto procedentes de explotaciones mineras, y que el aluminio se extrae del mineral bauxita mediante procesos de gran consumo energético:

1. a) Rebatí la afirmación de la empresa justificando por qué ningún dispositivo electrónico puede considerarse «100 % ecológico» atendiendo al origen geológico de sus materias primas.
2. b) Si duplicar la duración de la batería exige duplicar la cantidad de litio y cobalto por terminal, predecí dos impactos ambientales o sociales en los países donde se ubican estas minas si las ventas aumentan un 20 %.
3. c) Desde el punto de vista del consumo responsable de recursos minerales, justificá si es más sostenible cambiar de celular cada dos años para tener una batería más eficiente o prolongar el uso del mismo cuatro años reemplazando únicamente la batería deteriorada.

En un municipio histórico se van a restaurar tres elementos patrimoniales y se deben seleccionar rocas locales adecuadas: los pilares de carga de un puente fluvial, las tejas planas de la cubierta de la municipalidad y la escultura labrada de la fachada de una iglesia.

1. a) Justificá qué roca tradicional (granito, pizarra o caliza fácil de tallar) elegirías para cada una de las tres obras, relacionando tu elección con una propiedad geológica concreta de cada roca (impermeabilidad y exfoliación en láminas, dureza y resistencia mecánica, o facilidad de labrado).
2. b) Para obtener la caliza necesaria, se proyecta reabrir una antigua cantera a cielo abierto cercana al pueblo, lo que genera protestas por su impacto visual y el polvo. Diseñá tres medidas correctoras que la empresa explotadora debería aplicar para minimizar la huella en el paisaje y restaurar el relieve al finalizar la extracción.

Un folleto informativo comete un error al afirmar: «Reciclar latas de aluminio apenas ahorra energía, porque para fundir el metal usado se necesitan hornos a temperaturas altísimas, igual que para extraerlo del mineral».

Datos reales:

• Producir 1 kg de aluminio primario a partir del mineral bauxita requiere trituración, refinado químico y electrólisis a alta temperatura, consumiendo 200 MJ.

• Reciclar 1 kg de aluminio procedente de latas usadas solo requiere fundirlo a 660 °C, consumiendo 10 MJ.

1. a) Demostrá numéricamente el error del folleto calculando el porcentaje exacto de energía que se ahorra al reciclar y cuánta energía se ahorraría en total si una escuela recoge y recicla 50 kg de latas de aluminio.
2. b) La bauxita se extrae principalmente en selvas y zonas tropicales mediante minería a cielo abierto. Justificá cómo el reciclaje de aluminio contribuye directamente a evitar la deforestación y la pérdida de suelo fértil en esas regiones del planeta.

Durante un debate sobre recursos naturales, un alumno afirma: «En nuestra aula casi todo es sintético o artificial: las ventanas de vidrio, las paredes de yeso y ladrillo, los cables de cobre del proyector y los estantes de acero. Por lo tanto, la sociedad actual ya no depende de la extracción de rocas y minerales del suelo».

1. a) Rebatí su argumento completando un análisis geológico de esos cuatro elementos: identificá la roca o mineral de origen de cada uno (arena de cuarzo o sílice, yeso o aljez, arcilla, mineral metálico como calcopirita o hematita) y describí brevemente la transformación necesaria.
2. b) Clasificá los recursos geológicos citados en: minerales metálicos, minerales no metálicos y rocas industriales.
3. c) Predecí qué consecuencias tendría en la construcción de viviendas e infraestructuras el agotamiento de los áridos (arenas y gravas) y de las rocas calizas, justificando su función en la fabricación del hormigón y el cemento.

Una explotación minera a cielo abierto extrae diariamente 500 toneladas de roca con una ley del 5 % en cobre (el mineral explotado es la calcopirita, que está mezclada con abundante pirita y cuarzo, que forman la ganga).

1. a) Calculá cuántas toneladas de cobre puro se obtienen cada día y cuántas toneladas de roca estéril (escombros sin valor económico) se generan en una sola jornada.
2. b) Al quedar la pirita (sulfuro de hierro) de los escombros expuesta al aire y al agua de lluvia, se desencadena una reacción química que acidifica el agua y disuelve metales pesados (fenómeno conocido como drenaje ácido de mina). Predecí qué ocurrirá en el río y en el acuífero cercanos si la empresa acumula estos escombros en una ladera sin impermeabilizar.
3. c) Compará estas dos opciones de gestión: depositar los residuos en una gran balsa de lodos en superficie o utilizarlos para rellenar huecos mineros ya agotados mezclándolos con materiales neutralizantes. Justificá cuál de las dos opciones presenta menor riesgo geológico a largo plazo.

Una cuenca minera clausura su última explotación de carbón (antracita). El paisaje resultante presenta una gran corta a cielo abierto (un enorme cráter artificial), grandes escombreras inestables desprovistas de vegetación y problemas de sedimentos negros en los arroyos.

1. a) Justificá el cierre de la explotación desde el punto de vista del ciclo del carbono y la crisis climática, explicando qué proceso geológico formó el carbón en el pasado y qué consecuencias ambientales tenía su combustión en las centrales térmicas.
2. b) Diseñá una propuesta técnica para estabilizar las escombreras y evitar el riesgo geológico de corrimientos de tierra y erosión hídrica durante las lluvias torrenciales.
3. c) El municipio debate entre dos proyectos de reconversión: rellenar la corta con agua para crear un lago de ocio y reserva natural, o instalar en las terrazas de la antigua mina un parque solar fotovoltaico con un centro de interpretación del patrimonio geológico y minero. Evaluá los pros y contras de cada opción y justificá cuál es más adecuada para la recuperación ambiental del entorno.

En los salares del desierto de Atacama se concentra gran parte del litio mundial en forma de salmueras subterráneas. El método extractivo consiste en bombear esa agua salada hacia gigantescas balsas superficiales para que el calor solar evapore el agua y cristalice la sal de litio. Para obtener una tonelada de litio se deben evaporar unos dos millones de litros de agua.

1. a) Identificá qué método físico de separación de mezclas se utiliza y explicá por qué esta técnica de extracción minera solo es económicamente viable en climas con características meteorológicas muy específicas.
2. b) Estudios hidrogeológicos indican que el nivel de agua de los acuíferos subterráneos de la cuenca ha descendido varios metros en la última década. Interpretá este dato y predecí dos impactos: uno sobre la fauna acuática de las lagunas salinas (como los flamencos) y otro sobre la agricultura tradicional de los pueblos indígenas locales.
3. c) En las ciudades europeas se fomenta el uso de baterías de litio para reducir la contaminación del aire local. Justificá de manera crítica el dilema ambiental que supone solucionar la contaminación urbana a costa de intensificar el estrés hídrico en ecosistemas áridos lejanos.

Analizá los siguientes datos comparativos entre la obtención de cobre y oro en minas convencionales de roca y mediante «minería urbana» (reciclaje de placas de circuitos electrónicos de computadoras y celulares en desuso):

• Yacimiento en roca: De 1 tonelada de roca se extraen entre 1 y 5 gramos de oro y unos 8 kg de cobre. El 99 % de la roca extraída termina en escombreras como residuo.

• Minería urbana: De 1 tonelada de placas electrónicas se obtienen unos 250 gramos de oro y más de 120 kg de cobre, con un gasto energético hasta un 80 % menor.

1. a) A partir de los datos, calculá cuántas toneladas de roca mineralizada habría que dinamitar y procesar en una mina natural (con una ley media de 2,5 gramos de oro por tonelada) para obtener la misma cantidad de oro que contiene una sola tonelada de placas electrónicas.
2. b) Justificá, atendiendo a la alteración del relieve, la destrucción del suelo y el volumen de residuos geológicos, por qué la minería urbana causa un impacto paisajístico drásticamente menor que la minería a cielo abierto.
3. c) Un fabricante declara: «Si reciclamos todos los aparatos viejos, ya no hará falta extraer más minerales de la corteza terrestre». Rebatí esta afirmación aportando dos razones técnicas o socioeconómicas que demuestren por qué el reciclaje por sí solo no puede detener completamente la actividad minera extractiva.

Reto del tema. ¿Alguna vez pensaste cuánta geología esconden las paredes de tu casa o tus objetos diarios? Vas a elaborar un «Informe de auditoría geológica doméstica» para descubrirlo.

1. Inventario geológico: Seleccioná $4$ objetos cotidianos de tu casa fabricados con rocas o minerales (por ejemplo: azulejos, mesada, grafito de un lápiz, cables de cobre o sal de mesa). Identificá qué roca o mineral contienen, describí dos propiedades físicas observables (dureza, brillo, exfoliación o color) y clasificá cada roca según su origen en el ciclo de las rocas (ígneas, sedimentarias o metamórficas); si es un mineral o un metal obtenido de él, indicá en qué tipo de roca o ambiente se forma su materia prima.

2. Rastreo de origen: Ingresá a la web oficial del SEGEMAR (Servicio Geológico Minero Argentino) o del INDEC para comprobar si en tu provincia se extrae alguna de esas materias primas y anotá qué tipo de yacimiento o cantera requiere.

3. Propuesta y ciclo sostenible: Diseñá una tabla comparativa con tus hallazgos y redactá tres medidas razonadas para alargar la vida útil o reciclar estos elementos, explicando cómo su extracción influye en el ciclo natural de la litosfera.

Se valorará:

• Identificación correcta de los minerales, rocas y su ubicación en el ciclo litológico.

• Rigor en la descripción de propiedades físicas y el uso de datos de fuentes oficiales.

• Coherencia y creatividad en las propuestas de sostenibilidad y consumo responsable.