Ejercicios: Los usos de rocas y minerales

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

Indica tres usos distintos de las rocas en las construcciones de tu localidad (fachadas, banquetas, techos, monumentos...) y nombra la roca empleada en cada caso si la conoces.

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

Nombra 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? Nombra dos productos de tu vida cotidiana hechos con ella y explica qué le ocurre a la arcilla cuando se cuece en un horno.

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

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

Explica 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 encimera de una cocina se duda entre granito y mármol. Ten 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. Recomienda una opción y justifícala.

Las rocas y los minerales son recursos no renovables. Explica qué significa esto, pon dos ejemplos de materiales cuyas reservas disminuyen y propón 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. Expón dos argumentos a favor y dos en contra de la cantera, y termina dando tu opinión razonada.

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

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

Para obtener una tonelada de cobre hay que extraer y tratar muchas toneladas de roca. Razona 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. Explica qué proceso transforma la arena en vidrio y razona 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. Explica 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) Rebate 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, predice 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, justifica 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 del edificio del ayuntamiento y la escultura labrada de la fachada de una iglesia.

1. a) Justifica 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. Diseña 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) Demuestra 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. Justifica 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 estudiante afirma: «En nuestro salón de clases 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 tanto, la sociedad actual ya no depende de la extracción de rocas y minerales del suelo».

1. a) Rebate su argumento completando un análisis geológico de esos cuatro elementos: identifica 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 describe brevemente la transformación necesaria.
2. b) Clasifica los recursos geológicos citados en: minerales metálicos, minerales no metálicos y rocas industriales.
3. c) Predice 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 cuenca minera clausura su última explotación de carbón (antracita). El paisaje resultante presenta una gran mina a cielo abierto (un enorme cráter artificial), grandes escombreras inestables desprovistas de vegetación y problemas de sedimentos negros en los arroyos.

1. a) Justifica 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) Diseña una propuesta técnica para estabilizar las escombreras y evitar el riesgo geológico de deslizamientos de tierra y erosión hídrica durante las lluvias torrenciales.
3. c) La ciudad debate entre dos proyectos de reconversión: rellenar la mina con agua para crear un lago recreativo 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. Evalúa los pros y contras de cada opción y justifica 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) Identifica qué método físico de separación de mezclas se utiliza y explica 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. Interpreta este dato y predice 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 de EE. UU. se fomenta el uso de baterías de litio para reducir la contaminación del aire local. Justifica de manera crítica el dilema ambiental que supone solucionar la contaminación urbana a costa de intensificar el estrés hídrico en ecosistemas áridos lejanos.

Reto del tema. ¿Alguna vez has pensado 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: Selecciona $4$ objetos cotidianos de tu hogar fabricados con rocas o minerales (por ejemplo: azulejos, cubierta de cocina, grafito de un lápiz, cables de cobre o sal de mesa). Identifica qué roca o mineral contienen, describe dos propiedades físicas observables (dureza, brillo, exfoliación o color) y clasifica 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, indica en qué tipo de roca o ambiente se forma su materia prima.

2. Rastreo de origen: Accede al sitio web oficial del USGS (Servicio Geológico de EE. UU.) o de la Oficina del Censo para comprobar si en tu estado se extrae alguna de esas materias primas y anota qué tipo de yacimiento o cantera requiere.

3. Propuesta y ciclo sostenible: Diseña una tabla comparativa con tus hallazgos y redacta 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.