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 una 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.

Un análisis de ciclo de vida compara la sustitución de 100 000 vehículos diésel por vehículos 100 % eléctricos equipados con baterías de litio-níquel-manganeso-cobalto (NMC). El estudio concluye que, si bien las emisiones de gases de efecto invernadero se reducen un 65 % durante la vida útil del vehículo, la toxicidad ambiental acumulada y el consumo hídrico aumentan un 280 % en las regiones extractivas de origen (salares de litio y cinturón del cobalto).

1. a) Explicá la paradoja ambiental de las «tecnologías limpias» apoyándote en el concepto de externalización de impactos ambientales a lo largo de la cadena de suministro de materias primas minerales.
2. b) Diseñá una propuesta técnica con dos alternativas viables (por ejemplo, el empleo de químicas de cátodo libres de cobalto como LFP o sodio, o tecnologías de extracción directa de litio con reinyección de salmuera) y justificá cómo mitigarían los impactos hidrológicos y geoquímicos identificados sin comprometer la descarbonización del transporte.

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, calcula la masa de mineral que debe procesarse y la masa de estéril que se debe remover. A partir de los resultados, deduce y explica 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». Rebate 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.