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PROTECCIÓN DE LA TIERRA Profesor: Roberto Blanco Torrens.

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1 PROTECCIÓN DE LA TIERRA Profesor: Roberto Blanco Torrens

2 El mundo actual se caracteriza por un intenso desarrollo de la industria extractiva. Esto trae consigo el crecimiento de terreno ocupado y afectado por los trabajos mineros y conduce a la disminución del terreno apto para la agricultura y la ganadería. La dirección fundamental para frenar esta disminución de terreno apto, sin afectar el necesario desarrollo industrial es la efectiva rehabilitación de los terrenos afectados por la minería.

3 Es por ello que en las leyes de muchos países se establece la obligatoriedad de realizar la rehabilitación, en particular la recultivación de los terrenos afectados, por aquellos que lo hicieron. Los recursos de la tierra tienen un excepcional significado para la vida y desarrollo de cualquier país y en primer lugar para la producción agrícola y ganadera. Según datos del 2000 la cantidad de terreno apto para el cultivo decrece constantemente, no solo por la actividad minera, sino también por la construcción, desarrollo industrial y otras actividades.

4 Además de esto si se analiza la distribución de las tierras afectadas y ocupadas, se ve que en un gran porciento se encuentran en zonas industriales y de desarrollo, con una alta densidad poblacional. Los daños más grandes se observan durante la explotación de turba, materiales no metálicos (de construcción), hierro, carbón, metales no ferrosos y petróleo.

5 Como se ha dicho no solo hay que tener en cuenta el terreno que ocupa directamente los campos mineros sino también los que ocupan las escombreras, depositas de cola y de minerales, las vías de acceso y comunicación y además las zonas de influencia de ellos en los territorios cercanos. El área que ocupa las escombreras y los depósitos de cola tienden a crecer, debido a que el contenido útil en el mineral extraído va disminuyendo.

6 Esto trae consigo que al desarrollarse estas fuentes de afectación crezca los efectos erosivos sobre los terrenos cercanos, se contamine la atmósfera por gases y polvo, se afecten los recursos hídricos, etc. Por ello las consecuencias de los trabajos mineros se deben predecir cuidadosamente, ya que estas afectaciones de producirse pueden sustituir durante largos años después de concluidos los trabajos mineros.

7 AFECTACIÓN DE LOS SUELOS La capa vegetal, parte superior de la tierra, sufre la influencia de los trabajos mineros la que se analiza en tres tipos de afectaciones: física, química y mecánica. Afectación física de los suelos Se relaciona con la variación del paisaje y la deformación de la superficie por la acción de los trabajos mineros, debido a lo cual varía la estructura de los suelos como resultado de su desecado, variación de su composición, etc.

8 Debido al desarrollo de los trabajos mineros se afecta considerablemente el paisaje de la región y se crean los paisajes típicos de zonas mineras. En caso de trabajos a cielo abierto esta afectación es más significativa. En los casos de trabajos subterráneos pueden aparecer en las superficies zonas de grietas, asentamientos, hendiduras y otras afectaciones. En cualquiera de los casos, minería subterránea o a cielo abierto, se produce la ocupación de grandes áreas de terreno, tanto por la actividad minera propiamente dicha como por diferentes obras vinculadas a ella: vías de acceso, depósitos de cola, escombreras y otros.

9 La destrucción de la continuidad del macizo rocoso y de su superficie y la realización de trabajos para eliminar las aguas (de las minas y canteras) producen la afectación de los horizontes acuíferos y por ende la de la capa vegetal de estos suelos. En muchos casos esta afectación se extiende más allá del territorio que ocupa la zona minera. En particular cuando los trabajos son a cielo abierto el área afectada puede ser de 6 a 8 veces el área que ocupa la zona de mina. Como es lógico esto de por sí afecta considerablemente la productividad de estos suelos y si a estos se une los efectos de la erosión y de la contaminación que ellos pueden sufrir, es obvio la escala del daño que se puede producir.

10 Los hundimientos y grietas de las superficie causados por los trabajos subterráneos afectan el empleo de los suelos para la agricultura, dificulta la realización de trabajos mecanizados y además constituye un peligro. El proceso de asentamiento de los terrenos de superficie disminuye sus bonanzas y conduce a disminuir su productividad (por ejemplo según datos de la literatura se conoce que en caso de asentamientos de dos a tres metros, esto puede producir hasta un 15 – 18 % de disminución en la productividad de estos suelos y si este asentamientos alcanzase de 5 a 6 metros esta productividad puede disminuir hasta en un 50 %.

11 Si el asentamiento que se produce es mayor esto provoca la total destrucción de la capa vegetal. Además las zonas asentadas se pueden llenar de agua con las conocidas consecuencias. Gran daño en los suelos provoca también el agua que proviene de las minas y canteras, en particular si su eliminación se realiza con el empleo de trincheras, tuberías, etc. A causa de lo que se produciría el continuo lavado de la capa vegetal, lo que hace que el terreno vaya perdiendo su capa productiva hasta convertirse en un terreno estéril.

12 Afectación química de los suelos Esta se produce por su contaminación debido a la acción de diferentes residuos tecnológicos (el agua también tanto la de superficie como la subterránea). La masa minera que se extrae de las entrañas de la tierra sufre diferentes formas de tratamiento. Los productos residuales habitualmente se depositan en depósitos de cola, escombreras y/o depósitos para residuos de otros tipos; los que habitualmente no poseen condiciones especiales de almacenamiento y para su limpieza.

13 Debido a la acción de estos productos residuales, a la erosión y a procesos naturales de lixiviación de elementos dañinos de los depósitos minerales, de las escombreras y de los depósitos de cola, se puede producir la contaminación atmosférica, de las aguas y del suelo (directa e indirectamente). Se puede producir la contaminación tanto de las aguas superficiales y subterráneas (y del suelo) debido a la significativa mineralización de las aguas provenientes de las minas y canteras.

14 Todo esto se hace más crítico cuando se explota minerales radioactivos, tierras raras y otros con tales características, o sea cuando al terreno puedan llegar elementos químicos que aniquilen totalmente sus propiedades y que incluso sean peligrosas para la vida animal y humana. Afectación mecánica de los suelos Se produce debido a la contaminación por la acción de las escombreras y depósitos de cola, la erosión que se produce (en particular en las escombreras), por los desprendimientos de polvo en los diferentes procesos de trabajo.

15 La ubicación de escombreras y de depósitos de cola directamente en el terreno, sin apartar previamente la capa vegetal, conduce no solo a su aniquilación física sino se produce la amenaza constante de afectación a los terrenos circundantes. El proceso de afectación en los esencial se produce por la erosión en las escombreras y depósitos de cola, lo que en muchos casos es muy intensa (puede ser de 2 a 4 veces superior a la que se produce en terrenos no afectados). Otro factor que incide en esta afectación tiene lugar durante el transporte de la roca.

16 Durante la realización de los trabajos mineros y en el proceso de construcción y desarrollo de los depósitos de cola y escombreras se puede producir una gran cantidad de polvo, que enrarece a la atmósfera. Según datos de la literatura, en minas potentes, donde se realizan explosiones de gran masa de rocas (o sea, de 400 o más toneladas de sustancias explosivas), se pueden producir nubes de polvo que durante el transcurso de 1 a 4 horas alcanzan un radio de acción de varios kilómetros pudiendo distribuir en ese lapso de tiempo entre 300 y 400 toneladas de polvo en fracciones menores a 1.5 MK (micrones).

17 Este polvo produce en los suelos además de la afectación química ya mencionada, la mecánica produciendo transformaciones en la composición de ellos. De tal forma durante la explotación de los yacimientos minerales, no solo se producen de un determinado territorio, sino también la afectación y en muchos casos hasta la destrucción de un área considerable de terreno, tanto en el territorio de la mina o cantera, como en el que lo circunda.

18 CLASIFICACIÓN DEL TERRITORIO AFECTADO El territorio afectado durante los trabajos mineros se recomienda clasificar en 5 tipos: 1.Zona de mina (cantera), zona de explotación, construcciones y obras vinculadas al proceso de explotación (trincheras, pozos, plazoletas de trabajo en la superficie, obras de superficie y otros. 2.Zonas para ubicar diferentes obras fabriles y talleres, edificios administrativos y viviendas y otros que no se relacionan directamente con la extracción.

19 3.Territorios para ubicar los residuos de la producción (escombreras, depósitos de cola y depósitos de otros desechos). 4.Territorio ocupados por depósitos de agua (se consideran que ocupan de un 15 a un 25 % del territorio aquí se debe acumular el agua necesaria para los trabajos mineros, del procesamiento del mineral y también para otros fines. 5.Comprende todo el territorio que es afectado debido a la contaminación atmosférica, variación de las condiciones hidrogeológicas, afectaciones geodinámicas y otras causas. Todo lo que conduce como se vio a la afectación física, química, mecánica de los suelos.

20 La división de los terrenos afectados por la actividad minera es importante por lo siguiente: Determinan el territorio ocupado directamente por la actividad minera (1). Determina que parte del territorio (2 y 3) para su ocupación (puede ser positiva o negativa) necesita de la fundamentación económica y de su utilidad. Por ejemplo la zona de viviendas, vías de transporte y de comunicación (2), como es lógico deben tratar de ubicarse en terrenos no productivos o de baja productividad, siempre que esto sea posible. Con respecto a los depósitos de cola y escombreras (3) esto es prácticamente una necesidad.

21 Sirven para definir si la ocupación del terreno es temporal o definitiva. Como terrenos que van a quedar ocupados definitivamente, habitualmente se dan la 2 y la 4; o sea, la zona del complejo de superficie y del depósito de agua. Determina el grado de complejidad en la rehabilitación (recultivación del terreno ocupado). Normalmente lo más difícil es la rehabilitación de 1 y 3. El territorio ocupado por el depósito de agua (4) puede continuar usándose en su función anterior o como un lugar para la recreación, descanso, pesca, etc.

22 EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LAS PÉRDIDAS CAUSADAS POR LA AFECTACIÓN DE LOS SUELOS Los daños causados por la afectación a los suelos deben calcularse a partir de las pérdidas producidas por los productos dejados de producir en estas tierras más los gastos en que deben incurrir las empresas mineras en la recultivación de ellos.

23 La magnitud de las pérdidas producidas, por la afectación de los suelos, depende de varios factores: productividad de los suelos afectados, el uso que ellos tienen en las condiciones concretas y la forma en que estas producciones se van a recuperar (a partir de las tareas de recultivación, con utilización de nuevas tierras para estos fines, con el aumento de la producción en los terrenos que no fueron afectados). Al elegir el método para recuperar las perdidas lógicamente hay que tener en cuenta los medios y recursos con que se cuenta para ello.

24 El método de recultivación se debe elegir teniendo en cuenta el volumen de gasto que ocasiona, la calidad del trabajo que se requiere y las condiciones que debe tener el suelo después de recultivado. O sea, generalmente para encontrar un procedimiento adecuado es necesario tener en cuenta: las pérdidas causadas + los gastos en la recultivación + los gastos en poner nuevas tierras en explotación o en la intensificación de la explotación de las que ya trabajan.

25 Cualquier forma de recuperación de las pérdidas necesita además de gastos de explotación una eyección de capital, por ello se plantea la siguiente expresión para la determinación de la inversión necesaria tendente a la recuperación de las pérdidas:

26 Siendo: C 1.- Gastos necesario para obtener la producción indicada; pesos/U B.- Productividad; U/ha al año E.- Coeficiente normado de efectividad de las inversiones, en algunos países se toma alrededor de 0.12 K.- Inversiones para compensar el déficit de producción; pesos/ha.

27 MEDIDAS PARA PROTEGER A LOS SUELOS DURANTE LA EXPLOTACIÓN DE YACIMIENTOS Es de gran importancia el análisis de las características de ocupación y afectación de los terrenos por los trabajos mineros. Es por ello que se debe examinar la influencia que tienen sobre el estado de la superficie los diferentes métodos de explotación que se emplean: a cielo abierto, subterráneos y otros (geotécnicos, subacuáticos, etc.). Como es sabido durante los trabajos a cielo abierto se puede producir la total destrucción de los terrenos en la zona minada. En la actualidad las minas a cielo abierto pueden tener extensiones de varios kilómetros y profundidades promedios de 250 a 300 metros.

28 Las afectaciones que se producen pueden ser muy variables en dependencia de las características de la mina; si es de montaña, si tiene una gran profundidad, si se explota con terrazas; ya que cada caso tiene sus características e indicaciones (dadas en la literatura) de cómo enfrentar las tareas de rehabilitación. Otro aspecto a considerar es el asentamiento de la superficie, lo cual se puede deber a la disminución del nivel de las aguas subterráneas, debido a los procesos de bombeo durante la explotación de las minas a cielo abierto. Este proceso de desecación puede ocupar un gran área (mucho más allá de lo límites de la mina) y a veces provoca deslizamientos en ella o en su área de influencia directa.

29 Por su parte los trabajos subterráneos, como ya se mencionó, producen (o pueden producir) deformaciones en los terrenos de superficie. El grado de afectación que sufre la superficie por los trabajos subterráneos depende de una serie de factores: Dimensiones del cuerpo mineral. Su ubicación espacial en el macizo Sistema de explotación empleado y sus parámetros. Tecnologías de los trabajos empleados. Método de control de la presión.

30 Desde el punto de vista de las consecuencias que tiene la explotación subterránea sobre el macizo rocoso situado por encima y sobre la superficie, se diferencian 4 clases fundamentales de sistemas de explotación: Con el sostenimiento natural del espacio trabajado (pilares). Con el desprendimiento Con el relleno del espacio trabajado. Geotécnico (lixiviación u otros).

31 En el primer caso, cuando se establecen correctamente las dimensiones de las cámaras y pilares el macizo rocoso se mueve poco o casi nada, y por ende la superficie no sufre. Sin embargo, el empleo de este sistema de explotación se limita a macizos evaluados como estables o medianamente estables y en los casos en que el cuerpo mineral se ubique a una profundidad no muy grande. Además cuando se emplea este sistema de explotación se pueden producir pérdidas significativas en el mineral que queda en los pilares. Para el segundo caso; según las condiciones y formas en que se produzca el derrumbe se pueden producir tres variantes principales:

32 Primera Variante.- La superficie no sufre nada; esto es en el caso de cuerpos minerales poco potentes y/o ubicados a grandes profundidades y/o cuando el derrumbe se hace en forma controlada. Segunda Variante.- La afectación que se produce en la superficie no es grande, se crea una zona de asentamiento pero sin afectación de las construcciones de la superficie. Esto va ligado a grandes profundidades de trabajo o a poca potencia del cuerpo mineral, cuando el proceso de descenso del macizo es suave. Tercera Variante.- Se puede producir una afectación significativa en la superficie, con la ocurrencia de hundimientos y desplomes del terreno de superficie.

33 Para el tercer caso se puede producir un cierto asentamiento del terreno de superficie debido a la compactación del relleno. Este efecto generalmente se va amortiguando, en muchos casos, en dependencia de la profundidad a que se realicen los trabajos, no llega a la superficie. Si esta afectación llegase a la superficie, debido a la poca profundidad de la explotación o a sus grandes dimensiones, habitualmente se manifiesta en forma de pequeños asentamientos. Para los sistemas con relleno se considera que lo más efectivo es el empleo de relleno sólido que garantice una menor compactación.

34 Para el cuarto caso (empleo de sistemas geotécnicos de explotación), en particular cuando se emplea el método de lixiviación, además de la posibilidad de asentamiento de los terrenos de superficie se debe prever la posibilidad de afectación química de la capa vegetal. A partir del análisis efectuado se puede plantear que las principales medidas para proteger a los terrenos de superficie, se pueden unir en dos grandes grupos:

35 1.Prevención y disminución de la afectación. Perfeccionamiento de los trabajos mineros, correcta ubicación de las zonas de trabajos, obras y construcciones, utilización de los residuos tanto de la explotación minera como los del procesamiento de minerales, perfeccionamiento de los trabajos en la formación de escombreras, empleo de medidas profilácticas y de control para evitar o disminuir la afectación de los suelos, atmósfera y los recurso hídricos.

36 2. Rehabilitación de las zonas afectadas por la actividad minera. Sobre la elección del método y sistema de explotación a emplear ejercen influencias una gran cantidad de factores, sin embargo entre estos muchos factores hay uno que normalmente o bien se analizan en forma limitada o bien no se analiza, que es el análisis de la posibilidad de daño a la superficie y el carácter de esta afectación. La práctica mundial da suficientes ejemplos en el empleo de medidas para disminuir las afectaciones a los terrenos de superficie, tanto par los trabajos a cielo abierto como para los trabajos subterráneos.

37 Por ejemplo en las minas a cielo abierto, una de las principales direcciones que se deben tener en cuenta, siempre que esto sea posible es el empleo de escombreras interiores. Para ello se han desarrollado diferentes esquemas de ataque en el campo de mina (por ejemplo al inicio la mina se explota con el deposito parcial del estéril en la propia cantera y después de un cierto desarrollo el resto del estéril se ubica en la escombrera anterior.

38 A la hora de elegir el sistema de explotación a emplear deben calcularse las sumas de los gastos que se producen: gastos de extracción y elaboración del mineral, gastos para rehabilitar las zonas afectadas por los trabajos mineros y gastos dados por el empleo de medidas tendentes a prevenir estas afectaciones (así por ejemplo cuando se analiza el empleo de un sistema de explotación con relleno, se ve que esto trae consigo la afectación de la productividad del trabajo y por ende aumentan los gastos de producción; si dejan pilares esto elimina o disminuye significativamente las afectaciones a la superficie pero se producen pérdidas del mineral; si se emplean medidas constructivas de protección es necesario incurrir en gastos adicionales).

39 El cálculo de los daños por las afectaciones a los terrenos de la superficie y los gastos complementarios vinculados a estos, se deben tener en cuenta a la hora de la definición del sistema de explotación a emplear y la confección de los proyectos. En la actualidad en los cálculos económicos de elección o comparación de variantes y sistemas de explotación, muchas veces el valor del terreno de superficie no se tiene en cuenta y más aún incluso en la proyección de escombreras y depósitos de cola y otras construcciones tampoco se tiene en cuenta.

40 El problema de las escombreras y los depósitos de cola (en particular durante los trabajos a cielo abierto) es serio. El territorio que ellos ocupan puede ser muy superior al que ocupa el propio campo de mina. La cantidad de terreno útil que se necesita para ubicar las escombreras y depósitos de cola se puede disminuir con la introducción de las siguientes medidas:

41 Ubicación de las escombreras y depósitos de cola en terrenos poco útiles para fines agrícolas o la ganadería. Utilización de la roca y de la capa vegetal arrancada durante la construcción de la plazoleta industrial para el mejoramiento de lugares cercanos (por ejemplo rellenos de hendiduras, barrancos, etc.). la capa vegetal se debe guardar para su posterior empleo en la etapa de recultivación

42 Perfeccionamiento del diseño y proceso de formación de las escombreras: correcta elección de su ubicación y del método de formación, buscando que ella ocupe la menor área posible o buscando hacer más fácil, cómoda y rápida su rehabilitación. Proceder paulatinamente a la rehabilitación de las zonas de escombreras e irlas incorporando al uso que se le haya previsto.


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