Mineralogía y geoquímica ambiental: Introducción al curso

P. Higueras1 y R. Oyarzun2

 

1: Departamento de Ingeniería Geológica y Minera, Escuela Universitaria Politécnica de Almadén, Universidad de Castilla-La Mancha, Plaza M. Meca 1, 13400 Almadén, España.

2: Departamento de Cristalografía y Mineralogía, Facultad de Ciencias Geológicas, Universidad Complutense, 28040 Madrid, España.

 

Problemas potenciales derivados de la minería. En primer plano,

estanque de soluciones cianuradas, atrás, pila de lixiviación. Punitaqui (Chile),

explotación minera abandonada de Cu-Hg-Au

 

El tema ambiental está ganado importancia de manera progresiva en las Ciencias de la Tierra, tanto en la enseñanza como en la investigación teórica y aplicada. Aunque los aspectos más paisajísticos de los problemas ambientales suelen a veces llamar más la atención de la opinión pública (impactos visuales), existen otros, de fondo, que imprescindiblemente “deben” ser tratados. Nos referimos a la migración de metales y compuestos químicos en el ciclo exógeno. Estos procesos son interactivos, y toman lugar en la atmósfera, la hidrósfera, y en esa delgada y vulnerable “piel” que cubre gran parte de los continentes: los suelos. Los principales peligros ambientales a que se enfrenta la sociedad vienen dados por la extrema toxicidad, a determinadas concentraciones, de los llamados metales pesados y compuestos químicos, ya sean de origen natural o antropogénico. Incidentes de contaminación por mercurio, como el de la bahía de Minamata en Japón, que dejó todo un legado de nacimientos de niños deformes (teratogénesis) son un ejemplo de la importancia de este tema.

En este curso trataremos dos aspectos básicos de la geología ambiental, referidos normalmente de manera algo difusa como mineralogía ambiental y geoquímica ambiental. Generalmente la opinión pública suele fijar sus críticas sobre los impactos ambientales de origen industrial más evidentes, esto es (por ejemplo), de la presencia en si de una mina (impacto visual), olvidando los aspectos mineralógicos y químicos que se derivan de la actividad minera como tal. Aquí hay varios temas que comentar y analizar: la “mineralogía” del yacimiento que se explota, el o los “metales” presentes en esas fases minerales, los “procesos metalúrgicos” que se emplean para extraer el metal o metales, y los efectos del “clima” de una región sobre las variables anteriores.  Obviamente no es lo mismo bajo el punto de vista de la salud humana y ambiental una explotación minera de hierro, que otra de arsénico o plomo. La primera podrá generar importantes impactos visuales o sociales, pero el hierro definitivamente no está dentro de la lista de elementos químicos de alta peligrosidad. De esta manera, el problema debe ser enfocado primariamente en términos de la mineralogía del yacimiento que ha sido explotado o se encuentra en explotación, continuando con los aspectos químicos derivados, analizando finalmente el problema bajo una perspectiva ambiental más amplia.

Así, estudiaremos a lo largo de este curso los dos aspectos más críticos la geología ambiental. Uno referido a los minerales, en sus dos vertientes: 1) como agentes de contaminación, y 2) en su aspecto “amable” esto es, en la resolución de problemas ambientales. Muchos minerales son solubles, esto es, bajo determinadas condiciones físico-químicas liberan su carga metálica. La introducción de estos metales o sales al ciclo exógeno la examinaremos bajo la óptica de la geoquímica. Al respecto cabe destacar que hay todo un camino de ida y vuelta entre estas dos visiones del problema. No podemos plantear un estudio geoquímico sin la adecuada comprensión del tema mineralógico, y por su parte, la mera mineralogía (sin apoyo de la geoquímica) nos dirá poco sobre el problema ambiental.

            El curso que ofrecemos a continuación está estructurado de la siguiente manera:

1) Química de las soluciones en la naturaleza: definiendo conceptos básicos. Una guía breve y práctica sobre la química básica que necesitará para este curso.

2) Solubilización, transporte, y precipitación de substancias en el ciclo exógeno: una aproximación al tema de los contaminantes. Los elementos pasan de unos medios a otros en relación con procesos que están en función de la físico-química del medio y de sus propias características. Los procesos medioambientales se pueden caracterizar como procesos geológicos externos que ocurren de forma especialmente rápida. La geoquímica de estos procesos, en distintos medios: ambiente minero, industrial, las interacciones entre agua y minerales en ríos y lagos, o en relación con la atmósfera urbana, tienen un gran interés para identificar y valorar adecuadamente los procesos medioambientales.

3) Mineralogía y procesos de contaminación de suelos. El suelo es el receptor de la mayor parte de los residuos generados por el hombre, lo que produce su contaminación. La mineralogía del suelo es un parámetro fundamental para comprender las interacciones que aquí pueden producirse, y analizar la posibilidad de que la contaminación se transmita a otros recursos, como las aguas subterráneas, o a las cadenas tróficas, a través de su captación por las plantas.

4) Prospección geoquímica. La prospección geoquímica es una herramienta fundamental para identificar y valorar una contaminación ambiental, ya sea para reconocer el alcance y extensión de un problema conocido (por ejemplo, la contaminación inducida por una mina en su entorno) como para buscar las fuentes de una contaminación de origen desconocido.

5) Mineralogía y residuos mineros. Analizaremos los procesos mineralógicos que resultan de interés medioambiental en este campo.

6) Mineralogía y almacenamiento de residuos. El almacenamiento de residuos de todo tipo supone en la mayor parte de los casos su enterramiento controlado, y en este sentido, la naturaleza de los materiales que se emplean en este proceso tiene una gran importancia para asegurar un sellado de los almacenes.

7) Mineralogía y “mal de la piedra”. La acción de la intemperie sobre las edificaciones o sus complementos supone una degradación de las mismas, que será más rápida o más lenta en función de tres factores: el clima, la composición de la atmósfera, y la naturaleza de las rocas afectadas, y de su mineralogía en particular.

8) Minerales, metales, gases y la salud humana y ambiental. Los minerales a menudo entran en nuestro organismo, en unos casos por ingestión junto con los alimentos, en otros casos a través de la respiración, y pueden producir efectos por lo general nocivos para la salud. Así por ejemplo, el polvo de sílice ocasiona la enfermedad denominada silicosis, y los asbestos, la asbestosis. Por otra parte, los minerales pueden alterarse químicamente liberando su contenido metálico, el que puede tener en ocasiones efectos muy tóxicos para la salud humana y ambiental.

9) Minerales de interés en el control de procesos ambientales. Algunas minerales se están empleando o pueden tener aplicaciones futuras en el control de procesos ambientales. Así por ejemplo las ceolitas se usan para purificar agua, tanto en procesos industriales como domésticos.

Además, ofrecemos dos casos prácticos:

1.- Sedimentos ricos en arsénico en la cuenca hidrográfica del río Elqui (norte de Chile): ¿Contaminación industrial o natural?

2.- Mercurio en el medio ambiente del Distrito de Almadén. Un fenómeno dinámico.

 

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