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GEOLOGIA
Labores del geólogo en una mina
Aspectos generales
El papel del geólogo en una mina fue variando significativamente durante
el siglo XX. En los primeros tiempos, la labor geológica en una mina (si es
que se realizaba alguna) era llevada a cabo por un ingeniero de minas, con
mayores o menores conocimientos sobre el tema.
En la década de 1920, el contenido en oro del yacimiento de Homestake
(USA) decrecía y pareció que se iba a agotar el filón. Dos ingenieros de la
plantilla encargados de analizar el futuro de la mina observaron que a
niveles por debajo de los 375 m, las dimensiones de los filones disminuían
rápidamente, concluyendo que éstos terminarían en roca estéril a los 600
m, en otras palabras, Homestake se agotaba. El presidente de la compañía
(Edward Clark) no daba crédito a los informes pesimistas, aunque era
evidente que la producción estaba disminuyendo. Contrariamente a las
costumbres de la época tomó la decisión de pedir un segundo informe a
otro experto, un geólogo de minas perteneciente a una institución
académica. El geólogo elegido era Donald D. McLaughlin, profesor de la
Universidad de Harvard, quien antes de dedicarse a la enseñanza, había
consagrado varios años a trazar mapas de las zonas ricas en cobre de los
Andes peruanos. McLaughlin pasó el verano de 1926 estudiando la roca
que afloraba en las laderas y el interior de Homestake. Lo que vio le llevó a
una conclusión diametralmente opuesta a las pesimistas predicciones
anteriores: lejos de agotarse, el filón era rico y extenso. Lo que había
engañado a los ingenieros de Homestake era la peculiar forma del filón.
McLaughlin determinó que el filón había sido originalmente una masa
ininterrumpida, que posteriormente había sido atravesada por diques
estériles, que encerraban bolsas de mineral. Desde el principio los mineros
habían volado y transportado a superficie la roca estéril junto con la masa
filoniana aurífera, procedimiento largo y costoso. El excelente mapa que
McLaughlin dibujó de la geología de la mina, permitía predecir el curso del
filón por las zonas aun no explotadas. Trazó luego los planos de las nuevas
galerías, de manera que siguieran el filón, evitando las zonas de roca
estéril. A muchos empleados de Homestake les hizo poca gracia que un
geólogo de Harvard les viniera a decir que estaban haciendo mal su
trabajo, y a McLaughlin le resultó difícil convencerles. Pero cuando se
adoptó el plan de explotación selectiva, el valor de cada tonelada subió a
más del doble. Fue así, en gran medida, que los métodos de la geología de
minas, tal como los sentó McLaughlin en Homestake, se fueron haciendo
imprescindibles en las minas de todo el mundo.
Hoy en día, cualquier compañía medianamente importante dispone de un
departamento de geología, sección también conocida en otros países como
superintendencia de geología. Un departamento de geología puede llegar a
tener hasta más de 10 geólogos, que cumplirán distintas tareas en la mina:
•
•
•
•
Cartografía.
Testificación de sondeos.
Estimación de reservas.
Estudios geotécnicos.
•
Estudios mineralógico-texturales.
Cabe destacar que esta situación se ha modificado ligeramente en la última
década, a través de la utilización de empresas contratistas que
proporcionan geólogos a las compañías para realizar labores específicas
requeridas por éstas.
El departamento de geología deberá tener un diálogo fluido y permanente
con algunos departamentos de ingeniería (explotación, metalurgia). Esto
es vital, ya que el ingeniero debe conocer de la manera más precisa posible
el sector de la mina que se va a explotar, empezando por las
características geotécnicas de la roca (recordar problemas de dilución). En
lo que se refiere a la parte metalúrgica la labor del geólogo es doble. Por
una parte debe indicar de manera exacta las leyes del mineral que entrará
en la planta de tratamiento, y por otra las características mineralógicas y
texturales de la mena y la ganga. En un caso ideal (y casi utópico)estas
características no variarán de un punto a otro en la mina. Sin embargo lo
normal es que la abundancia relativa de los minerales varíe, lo cual puede
tener repercusiones enormes. Supongamos a manera de ejemplo que la ley
de cobre en una mina no varía substancialmente en profundidad, pero que
la mena principal pasa de calcopirita a enargita. Este último mineral
contiene arsénico, lo cual significa que habrá repercusiones técnicas y
ambientales. En otras palabras habrá que adaptar la metodología
extractiva. Por otra parte, el tipo y grado de molienda tendrá que
adaptarse a las variaciones del grado de liberación de la mena. O qué decir
de las explotaciones auríferas que operan con el método de lixiviación en
pila. El que la mena de oro sea rica o no en sulfuros tiene grandes
implicaciones ya que el principal reactivo empleado (cianuro: CN- ) tiende
prioritariamente a formar compuestos con el azufre (tiocianato).
En cualquier caso en este capítulo nos centraremos más en los aspectos de
cartografía de minas.
Mapas geológicos en explotaciones mineras
El geólogo de interior mina tiene que estar dispuesto a trabajar en un
ambiente básicamente hostil pero extraordinariamente interesante. La
visibilidad es escasa y el grado de ventilación varía mucho de un sector a
otro de la mina, y también de una mina a otra. Esto significa que en los
niveles más profundos la temperatura y la humedad pueden ser elevadas.
El nivel de ruido cerca de los frentes de explotación es alto. Pero por otra
parte, la posibilidad de cartografiar en una dimensión casi 3D es única: es
literalmente cartografiar las unidades "desde adentro".
Elementos de seguridad básicos para trabajar en interior mina: casco,
lámpara, máscara para polvo, chaleco reflectante.
Parte frontal de un equipo LHD, mina 21 de Mayo (distrito minero de
Talcuna, Chile). Ejemplo de "visibilidad" en interior mina.
En primer plano, geólogo de la mina Coca-Cola (distrito minero de Talcuna,
Chile). Atrás, diagrama de disparo (marcado en blanco) en uno de los
frentes de trabajo.
La escala de trabajo es de detalle, normalmente 1: 500, y se trabaja sobre
una cuadrícula de coordenadas N y E previamente establecida, muy
parecida a lo que es un mapa con coordenadas UTM.
Normalmente las galerías estarán ya trazadas en la cuadrícula que lleva el
geólogo en su carpeta de trabajo (normalmente rígida y metálica). Si esto
no es así (minas antiguas, abandonadas), el problema se resuelve
fácilmente realizando un levantamiento de interior mediante brújula y
cinta. El geólogo suele contar con un ayudante (minero con ciertos
conocimientos sobre el tema), que colaborará en la toma y etiquetado de
muestras, y en la determinación de las distancias (a partir de una estación
de control) a las que el geólogo va realizando sus mediciones y toma de
notas. Debido a las operaciones de voladura de roca, las paredes y el techo
de las galerías suelen estar cubiertos de polvo. Este deberá ser
previamente removido mediante riego para facilitar la labor del geólogo.
Lo primero que hay que definir es el nivel de cartografía, es decir, la altura
sobre el piso de la galería a la que se va a representar el mapa de planta.
Esta altura definirá un plano horizontal teórico que intersecta las paredes
de la galería (waist-high proyection plane). Esta altura es estándar para
toda la mina, y suele "aproximadamente coincidir" con la altura de la
cintura del geólogo (bueno ... aproximadamente ...), por lo que en algunos
países se denomina "cartografiar a la altura de la cintura".
Ejemplo de "cartografiar a la altura de la cintura". Note el plano teórico
marcado por la línea de segmento de color rojo. A la derecha puede
observar la representación del plano de falla y buzamiento de los estratos
en el mapa de planta.
Otro ejemplo, con una geología esta vez más compleja (ver siguiente
figura).
Representación de la geología que se observa en la representación 3D
anterior al mapa de planta.
Supongamos que las paredes están limpias y que con el ayudante hemos
dispuesto la cinta métrica a lo largo de unos 20 m sobre el suelo de la
galería (a partir de un punto conocido, "amarrable" a la cuadrícula). Qué
hacemos a continuación ? cartografiar de acuerdo a criterios predefinidos y
con una simbología estándar los siguientes rasgos geológicos:
•
•
•
•
Litología.
Estructura (fallas, diaclasas).
Estilo de la mineralización; morfología, si es filoniana dibujaremos el
filón, si es diseminada utilizaremos una simbología ad hoc;
mineralogía de mana y ganga.
Alteración hidrotermal del encajante.
Otro aspecto a considerar con respecto al mapa es qué se dibuja dentro del
trazado de la galería en el mapa y qué va afuera. Esto depende del estilo
de la compañía. En algunas minas se dibuja todo, tanto adentro como
afuera del trazado de la galería. En otras, sólo los rasgos más importantes
de la mineralización (por ejemplo, estructura y potencia de un filón) se
dibujan adentro. Los datos que van afuera se proyectan sólo hasta unos
pocos metros de distancia.
Ejemplo de mapa simple en el que se han proyectado solo algunos rasgos
estructurales principales y la masa filoniana (en obscuro).
Si tenemos ya cartografiadas varias galerías paralelas, podremos en el
gabinete trazar un mapa más completo (por ejemplo, de un nivel de la
mina), uniendo por interpolación los rasgos geológicos de cada galería. Si
disponemos de datos de varios niveles de la mina podremos levantar
secciones geológicas.
En el caso de las minas a cielo abierto, las condiciones de trabajo son más
agradables (aunque recuerde que estará a la intemperie) y la visibilidad
total. Por otra parte, al disponer de varios bancos de trabajo en la mina se
podrá obtener una visión "semi-3D" de la geología. Un aspecto a destacar
es que sólo se cartografían los frentes (las paredes semiverticales) de los
bancos de la mina. La razón no es sólo convencional sino que práctica.
Debido al intenso tráfico rodado (grandes camiones, cargadores frontales,
palas mecánicas) sólo los frentes están limpios como para apreciar
adecuadamente los rasgos geológicos.
Bancos de explotación en la mina La Escondida (Chile). Observe el plano de
falla.
Ejemplo de cartografía en una mina a cielo abierto. Note que solo los
frentes de los bancos (bench) son cartografiados; a partir de ahí el trazado
se realiza con línea de segmento (contacto inferido).
Pala mecánica y camiones, al fondo, frente de un banco. Mina El Romeral
(Chile). Viendo esta imagen se entiende porqué se cartografía solamente el
frente de un banco.
Sondeadoras para preparación de voladura de bancos. Los cuttings
obtenidos durante la perforación para la inserción de los explosivos
permiten obtener una última valoración de las leyes. Mina El Romeral
(Chile).
Otras labores del geólogo en una mina
Aunque las labores de estimación de reservas (cubicación) han sido
tratadas en un capítulo anterior, es importante señalar aquí que ésta es
una labor constante en una mina. No debemos confundir los sondeos
iniciales sobre un yacimiento, que se utilizan para los estudios de
factibilidad económica del depósito, con los que se realizan en el día a día
en una mina. Estos últimos proporcionan una visión de detalle para estimar
los tonelajes de zonas concretas del depósito (en el caso de un pórfido
cuprífero: bloques a explotar). Otra metodología clásica utilizada con
similares fines es la realización de rozas de sección continua (channel
sampling; también tratado en un capítulo anterior), que combinada con los
datos de sondeos (DDH o DTH), constituye una información inestimable
para la cubicación del yacimiento.
Finalmente, recordemos aquí los trabajos mineralógico-texturales y
geotécnicos que tienen que llevarse a cabo sobre una base diaria, semanal,
o mensual.
Pequeñas minas
Hasta aquí hemos tratado el tema de las grandes compañías mineras, pero
qué pasa con las pequeñas ? Muchas compañías no pueden darse el lujo de
contar con un geólogo en la plantilla, por lo que deberán cada cierto
tiempo llamar a un consultor para que resuelva problemas puntuales. A
veces este geólogo consultor puede actuar de "médico" para todo un
distrito minero, con diez o veinte minas activas.