martes, 14 de octubre de 2008

AURUM METALLICUM (II)







“Si el metal llega a su última perfección y no es sacado
de la tierra, que ya no lo alimenta, es como un hombre viejo decrépito

Johann Rudolph Glauber
[1]
Las preocupaciones que algunos ciudadanos tienen alrededor de la relación del hombre con su entorno, es intrínsicamente sana y resulta de utilidad cuando está dirigida a lograr un mejor manejo de los recursos naturales. Sin embargo, existen algunos grupos que afrontan el tema en forma irresponsable esgrimiendo fundamentos dudosos, equivocados o falsos.

La piel de Gaia
Efectivamente, en cuanto se presta un poco de atención a las argumentaciones que utilizan aquellos círculos que hoy claman contra la actividad minera, se advierte que ésas pueden, sin demasiado esfuerzo, separarse claramente en dos diferentes tipos.
Por un lado, enarbolan una confusa mezcla de razones políticas (anticapitalismo, antiglobalismo, indigenismo, eugenismo, movimientismo, antiimperialismo, multiculturalismo, romanticismo, etc). Y por otro, esgrimen otras vinculadas a los posibles perjuicios que la actividad podría producir al ambiente y a la salud. En realidad, éstas últimas parecen más una excusa dirigida a obtener apoyo para extraños movimientos anti-progreso, como se hace evidente en el siguiente párrafo escrito por uno de sus exégetas y promotores:

Estas producciones, base del funcionamiento económico
del mundo desarrollado, son contaminantes, depredadoras, extractivas por las
características del proceso de producción mismo. Extraen lo que pueden de los
recursos, los esquilman y dejan un escenario de contaminación, cambio de flora y
fauna y grandes disturbios de los ecosistemas. Muchas voces del mundo se han
alzado con críticas radicales contra este tipo de desarrollo que está en la base
del llamado “progreso”
.[2]


En realidad, tal lógica argumental es la que acompaña la mayor parte de las embestidas “ambientalistas” y será muy interesante analizar- alguna vez- el tema partiendo de la raíz de sus objetivos políticos, para tener así una adecuada comprensión del fenómeno.

De todas maneras, aquí sólo me ocuparé de un par de aspectos que pueden ser examinados con un poco de sentido común y una pizca de química.
Hemos visto[3] que la minería es una actividad muy antigua que se remonta a la prehistoria y, agrego aquí, que la extracción de minerales a cielo abierto en forma organizada existe desde los albores de la historia.
Allí tenemos el ejemplo de la mina Las Médulas que los romanos explotaban en León, España. En esos grandes depósitos auríferos del Mioceno se aplicaba la técnica del “ruina montium”. Con ella se abatían grandes masas de terrenos aluviales mediante el uso combinado de agua y un sistema subterráneo de pozos y galerías. El resultado era la formación de grandes barrancos con alturas cercanas al centenar de metros.
En general, la prédica anti-minas se concentra en la extracción de oro, aunque a veces se extiende al cobre y otros metales. No obstante, ya sea por ignorancia o por otras razones desconocidas, olvidan que la minería a cielo abierto, desde Roma hasta el presente, se ha propagado por todo el planeta al ritmo del crecimiento de la población y la economía mundial, aún antes de que el capitalismo sentara sus reales.
Ciertamente, existen enormes explotaciones mineras a cielo abierto- algunas de ellas centenarias- de las cuales se obtienen cobre, hierro, carbón, azufre, uranio, bauxita, y una larga lista de minerales metalíferos y no metalíferos.
Tales yacimientos se encuentran ubicados en todos los países que cubren el amplio espectro mundial que va desde USA hasta Sudáfrica. Así hay explotaciones carboníferas en Europa, en Norteamérica y en Sudamérica. O se encuentra bauxita (para obtener aluminio) en Venezuela, Brasil, Australia o Jamaica.
Por regla general algunos minerales se encuentran, principalmente, en ciertas regiones y en otras casi no existen y ello está vinculado a los procesos geológicos que modifican la tierra desde su formación. Por ejemplo, Argentina es un pobre productor de mineral de hierro y carbón.
Por otro lado, aunque en los últimos años la extracción se ha expandido hacia países menos desarrollados, los principales productores de oro son actualmente: Australia, Sudáfrica, China, USA, Perú, Rusia, Indonesia y Canadá, en ese orden.
En fin, Argentina, al menos por el momento, es un jugador irrelevante en este negocio. Sin embargo, podría tener un futuro interesante si se concretaran los numerosos proyectos en danza.
Pocos saben que la provincia de Buenos Aires es una gran región minera. En volumen de producción, la más importante del país. De sus suelos se extraen: arenas, arcillas, conchilla, calcitas, cuarcitas, granitos, sales, yeso, dolomitas, etc.
Como puede apreciarse, sus playas, cerros y llanuras proveen los materiales esenciales para la industria de la construcción y, desde luego, todos ellos son productos de la minería a cielo abierto. No es necesario explayarse en explicaciones. Salta a la vista que las críticas a la “minería a cielo abierto,” por el sólo hecho de serlo, son insustanciales, infundadas e insostenibles.
Es bueno recordar que, sin la minería a cielo abierto, no habrían existido el David ni la Piedad de Miguel Angel- esculpidas en blanco mármol de Carrara-, ni el Partenón de Atenas o las pirámides de Egipto, ni Machu Pichu, ni Stonehedge o las ciudades mayas del Yucatán.
Es posible que, tal como muchas actividades humanas, la minería sea candidata a entrar en colisión con otras industrias e intereses. Sin duda, la minería, el turismo y el desarrollo inmobiliario pueden sufrir encontronazos si se disputan el mismo espacio físico. Es razonable. Pero, como en todo asunto de negocios las soluciones se negocian. Sin embargo, usar argumentos falsos para atemorizar al ciudadano es una conducta poco digna y que, sin embargo, es aplicada con frecuencia y desaprensión.
Es posible que para aquellos que no ven belleza en la obra del hombre, que confiesan su admiración por una naturaleza estática, inmóvil. No adviertan que la naturaleza es cambio permanente, fugacidad, nostalgias y promesas. No es el instante capturado, por la habilidad y la tecnología humanas, en una pintura o en una fotografía. Es una sucesión infinita, en términos humanos, de imágenes que no se repiten.
Huracanes y terremotos, los imperceptibles movimientos tectónicos, los volcanes henchidos antes de explotar y al hacerlo. La sequía y la inundación. El hombre. Son los instrumentos del cambio. A veces irreversible, otras no. La tierra se recobra. Con nuevas versiones de viejas partituras o con creaciones inesperadas. En el decir de Palissy[4],
Dios no creó todas las cosas para dejarlas ociosas (…). No están ociosos los astros y los planetas, la mar se alza de uno y otro lado (…), tampoco la tierra está ociosa jamás. Lo que se consume naturalmente ella lo renueva y lo reforma en el acto; si no lo rehace de una forma, los rehace de otra (…). Así, del mismo modo que en el exterior de la tierra se trabaja para engendrar algo, paralelamente su interior y matriz trabajan también para producir.”
Justamente, uno de los argumentos usados por aquellas criaturas premodernas son las intimidantes, atractivas a veces, enormes excavaciones realizadas por gigantes mecánicos creados por el hombre. Gigantes que emulan al fantástico Argenk[5] en su acción de horadar el Cáucaso, construyendo el enorme túnel donde ocultar los fabulosos tesoros de piedras preciosas e imágenes en oro de los ancestrales monarcas persas.
Sin embargo, las heridas proferidas a la piel de Gaia[6] que quedan cuando el yacimiento cierra, sanan tarde o temprano. No obstante, si urgiera remediar el “daño”, si sufriéramos la misma ansiedad que nos impulsa a reconstruir la ciudad destruida por el terremoto, hay formas probadas para hacerlo. Un plan de rehabilitación puede o debe establecerse con cada proyecto minero, adecuado a las características de la zona de emplazamiento.
En Australia, las minas de bauxita abandonadas son sometidas a un programa de rehabilitación. De esa forma los bosques de jarrah (Eucalyptus marginata) son recuperados. Y después de una docena de años vuelven a mostrarse con un nuevo esplendor original[7]. También en Minas Gerais, Brasil, donde la minería del hierro tiene 300 años de historia y los mejores yacimientos se encuentran en zonas atractivas para el turismo, se practican programas de reforestación y reconstrucción del paisaje.[8] Así mismo, en los Apalaches, que han sido explotados por muchos años, existen un gran número de minas de superficie abandonadas, la mayoría dedicadas a la extracción de carbón. Por ello, Pennsylvania y West Virginia, poseen un programa de recuperación que incluye a las empresas, excepto en aquellos emprendimientos abandonados antes de 1977, es decir antes de la existencia de las nuevas reglamentaciones. Todas las operaciones de recuperación han resultado en un significativo beneficio ambiental[9]. Si se cuenta con reglamentaciones serias y con un adecuado esfuerzo de los gobiernos en su aplicación, no habrá “daños” permanentes sino paisajes renovados.
Sin embargo, no siempre la actividad minera se muestra incompatible con el turismo o con la existencia de poblaciones próximas. Efectivamente, buscando información sobre el tema me encontré con un aviso turístico que invitaba a visitar Waihi, a disfrutar de sus playas, a pescar truchas en el río Ohinemuri y a conocer la mina Martha.

Minería química
A fines del siglo XIX la fiebre del oro da origen a la población de Waihi[10]. Desde aquel momento y hasta 1952 el metal se extraería de las galerías excavadas en la roca dura. Ese año la explotación cesa por baja rentabilidad. No obstante, en 1987 la mina resucita y se reinicia la explotación por el método de cielo abierto. De la enorme fosa de 200 mts de profundidad, ubicada a un par de cuadras del centro de la ciudad de 4500 habitantes, se recuperan oro y plata por valor de 1millón de dólares diarios. Cuando la mina cierre la excavación se convertirá en un gran lago de aguas azules.


Bien, esta historia, a pesar de las necesarias e inevitables derivaciones, tiene como protagonista principal la minería aurífera.
Es conocido que el hierro metálico se extrae de sus óxidos por reducción con carbono en un “alto horno”. Ese menester, en un principio oficio de herreros, terminó siendo la médula de la revolución industrial. Por otra parte, el aluminio se obtiene de su óxido- extraído de la bauxita- por electrólisis del mineral fundido, un método desarrollado en la era de la electricidad. Sin embargo, la extracción de oro de sus minerales ha sido tema de alquimistas en el pasado, hoy reemplazados por sus profanos y racionales sucesores, los químicos.
El oro es un metal muy resistente a la oxidación. No se combina fácilmente con el oxígeno del aire. Tampoco es muy simple hacerlo reaccionar con otras substancias. Debido a tales propiedades el oro se encuentra en la naturaleza, principalmente, como un metal brillante. A veces en cantidad suficiente como para formar gránulos de tamaño importante y como su densidad es muy grande (diríamos es muy pesado), comparada con otros minerales que puedan acompañarlo, es posible separarlo por gravedad. Pero, si los gránulos son muy pequeños o el yacimiento es pobre, hay que remover mucho material para obtener unos pocos gramos de metal y, entonces, deben utilizarse otros métodos para su extracción.
El alquimista tomaba el mineral, lo molía adecuadamente y lo embebía en mercurio (metal líquido). Luego filtraba y lavaba la mezcla, separando el líquido del sólido. El sólido se desechaba y el líquido se introducía en un recipiente y se calentaba. Después de cierto tiempo en el fondo del recipiente aparecía el oro. ¿Qué había pasado?
El mercurio se amalgama (se mezcla, lo disuelve) con el oro contenido en el mineral y lo separa de él. Al calentar la amalgama, el mercurio se vaporiza y se condensa fuera del recipiente al enfriarse. Queda así, dentro del recipiente, el oro liberado, majestuoso.
Pero, ¿de donde obtenían el mercurio?, del cinabrio, mineral que contiene sulfuro de mercurio (HgS). Un mineral rojo bermellón que al ser calentado al aire se descomponía en Hg líquido y dióxido de azufre gas (SO2). ¡Otra maravilla!
Los vapores de mercurio son tóxicos y el polvo de cinabrio lo es más. ¡Valientes maestros!
En realidad, quizás algunos alquimistas pudieron pensar que creaban oro, sin embargo, el oro estaba oculto en el mineral tratado.
Posteriormente, el método del mercurio se aplicó a la extracción minera y se usó por un extenso período. Es posible que, que aún hoy se siga utilizando en pequeños emprendimientos mineros.
No obstante, hace ya un largo tiempo que los herederos de la alquimia descubrieron que el oro se podía oxidar con facilidad usando oxígeno (del aire) burbujeado en soluciones de cianuro de sodio o potasio, en el fondo de las cuales se encontraba el mineral. Lo que pasa en esas condiciones es:
4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O = 4 K[Au(CN)2] + 4 KOH

Donde Au es el símbolo del oro elemental. El KCN es el cianuro de potasio que, en la solución acuosa, está disociado en iones K+ e iones cianuro, CN-. Por otra parte O2 es el oxígeno molecular que está en el aire. Todo el mundo sabe que H2O es el agua. Todos estos son los reactivos.

Del otro lado del signo = están los productos, el diciano-aurato(I) de potasio K[Au(CN)2] y el hidróxido de potasio, KOH. En la solución las especies presentes son el ión K+, el ión [Au(CN)2]- y el ión OH-. Además, el ión formado entre el Au+ y el CN- es muy estable lo que permite desplazar la reacción hacia la derecha y en un tiempo prudencial la mayor parte del oro se habrá convertido en diciano-aurato(I). Este (I) indica el estado de oxidación del oro (es decir su carga formal) en ese compuesto.

Después de este proceso de lixiviación, la solución acuosa se separa del mineral y se somete a otro tratamiento donde se recupera el oro metálico. La reacción química que ocurre es:

2 K[Au(CN)2] + Zn(metal) = K2 [Zn(CN)4] + 2 Au (metal)

Aquí Zn es el símbolo del cinc y entre los productos tenemos los iones K+ y [Zn(CN)2]2- y el Au, oro metálico[11]. Aquí, lo que ocurre es que, esencialmente, el cinc se oxida a ión Zn2+ que es coordinado por el CN- y el oro se reduce a metal. ¡Uf!

Este procedimiento se usa desde hace un siglo para extraer oro de yacimientos de baja ley. El mismo comenzó a utilizarse- hace más de cien años- en las tierras maoríes de Waihi, donde aún hoy se pescan truchas en el río Ohinemuri.

Su éxito se debe a su mayor eficiencia y a los menores riesgos ambientales. Si embargo, la utilización del cianuro se ha convertido en el caballito de batalla de los “enemigos de las minas”.

En fin, si los militantes del anti-progreso tuvieran éxito retrogradaríamos a la edad de piedra, antes de los metales. No obstante, sería una victoria pírrica. Puesto que, seguramente, veríamos a más de seis mil millones de ejemplares de homo sapiens sapiens practicando la minería a cielo abierto, en procura de los materiales necesarios para fabricar sus utensilios de piedra.
Continuará con la última parte dedicada al cianuro.


Bibliografía
[1] Químico y Farmacólogo alemán. (1604-1670)[2] Norma Giarraca, Prof.Titular de Sociología Rural; Instituto G.Germani, FCS-UBA. Página12,26/092008.[3] Aurum Metallicum (I) por MRF.[4] Bernard Palissy en Recpte véritable par laquelle tous les hotnmes de la France pourraient apprendre a multiplier et augmenter leurs trèsors. (1563).[5] Gigante de la mitología persa.[6] Gaia, versión griega de la pernonificación de la Tierra.[7] J.Gardner. Revista Internacional de Sivicultura e Industria Forestales. FAO.Vol 52 (207) 2001/2004.[8] J:J.Griffith y T.J.Toy. Artículo aparecido en la misma publicación de Ref. 7
[9] Jeff Skousen y otros. Skousen es profesor de Ciencia de Suelos especialista en restauración de campos. Universidad de West Virginia. 1977.
[10] Waihi está ubicada al pie de la península de Coromandel, a 150 km de Auckland, la ciudad más importante de New Zealand.
[11] Advance Inorgánic Chemistry. Fifth Edition. F.A.Cotton and G.Wilkinson.

4 comentarios:

Anónimo dijo...

Quisiera saber por cual tema consiguió su doctorado.
Gracias.

Dr Mario R Féliz dijo...

Hace más de 30 años defendí mi tesis doctoral cuyo título era: "Reacciones entre radicales y átomos obtenidos por vía fotoquimica:"

Anónimo dijo...

Nice job, regards

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