Desde tiempos inmemoriales, la humanidad ha mirado a la tierra no solo como un hogar, sino como una fuente inagotable de recursos. Sumergirse en la historia de la minería es adentrarse en un relato de ingenio, necesidad y constante evolución tecnológica que ha moldeado civilizaciones y transformado nuestro mundo.
Este viaje te llevará, en esta primera parte, a través de milenios, desde las rudimentarias herramientas de sílex del Paleolítico hasta las revolucionarias máquinas de vapor de la Revolución Industrial, mientras en la segunda parte, se recorrerá por la tecnología minera desde el siglo XX hasta nuestros días, explorando cómo cada era dejó su huella en esta vital industria.
¡Prepárate para descubrir cómo la búsqueda de minerales impulsó innovaciones que hoy damos por sentadas y cómo la minería ha sido, desde sus inicios, un motor de progreso y cambio!
¿Cómo fue la tecnología minera de la prehistoria y de las civilizaciones antiguas?
Tecnología minera en el paleolítico
En el Paleolítico, los primeros humanos extrajeron recursos minerales de manera rudimentaria. La minería no era una actividad formal, sino una necesidad para obtener materiales útiles.
Las tecnologías clave en este período fueron:
Herramientas de sílex y obsidiana: Se extraían mediante percusión directa (golpear rocas con otras rocas) para crear lascas afiladas.
Excavaciones superficiales: Entre 1 y 2 metros, para acceder a vetas de materiales como hematita (ocre rojo) o sílex.
Tecnología minera en el Neolítico
En el Neolítico, debido a la sedentarización, la demanda de minerales aumentó para herramientas agrícolas, cerámica y ornamentos.
Las tecnologías empleadas consistieron en:
Perforación con cuernos y huesos: Usados como cinceles para extraer minerales en vetas.
Uso del fuego: Calentaban rocas con fuego y luego las enfriaban abruptamente con agua para fracturarlas (técnica llamada fire-setting).
Tecnología minera en la Edad del Cobre y Bronce
En la Edad del Cobre y Bronce se produce la revolución metalúrgica con el descubrimiento de la fundición, lo cual transformó a la minería. Primero se trabajó el cobre nativo, luego se mezcló con estaño para crear bronce.
En este período se produjeron las siguientes innovaciones:
Hornos de fundición primitivos: Horno de pozo, alimentado con carbón vegetal, alcanzaba unos 1.000 °C.
Minas subterráneas rudimentarias: Como es el caso de la Cueva del Cobre en Timna, en lo que hoy es Israel, donde se extraía cobre mediante pozos verticales de hasta 30 metros.
Redes comerciales: El estaño de Cornualles (Inglaterra) y el cobre de Chipre (del que deriva la palabra cuprum) se intercambiaban en el Mediterráneo.
Durante las civilizaciones de Egipto y Mesopotamia se tiene conocimiento de explotación minera en las minas de Wadi Hammamat y Nubia, donde se usaban martillos de dolerita y mano de obra esclava.
En China y en Egipto se mezcló cobre con estaño, creando bronce para herramientas y armas.
También se sabe de las explotaciones para producir turquesa en el Sinaí, mediante galerías estrechas y sistemas de iluminación con lámparas de grasa.
Así mismo, se sabe que los sumerios desarrollaron técnicas de fundición con crisoles en la actual Turquía.
Tecnología minera en la Edad del Hierro
Durante la Dinastía Han se implementaron altos hornos primitivos para hierro fundido, usando carbón y fuelles hidráulicos.
En la Roma antigua se producen tecnologías revolucionarias, tales como:
La rueda de noria accionada por esclavos o animales para extraer agua de las minas.
Las herramientas de hierro como picos, palas y cuñas metálicas más eficientes.
La minería hidráulica que se desarrolló en Las Médulas, en la actual España, donde se derrumbaban montañas con agua canalizada (ruina montium).
Fundición de plata mediante copelación (Separación de plomo usando cenizas de hueso en copelas de arcilla.)
Imagen generada en https://ideogram.ai/
Todo lo visto hasta acá deja claro que en esta primera etapa histórica, la minería evolucionó de una actividad de subsistencia a una actividad cada vez más técnica y con fines mixtos, para soporte de modos de vida, y para enriquecimientos. Es de hacer notar que las técnicas romanas, en particular, sentaron las bases de la ingeniería minera moderna.
¿Cómo fue la tecnología minera en la Edad Media y el Renacimiento?
En este período se aprecian desarrollos en ventilación de minas, desagüe de minas, perforación y voladura, trituración, amalgamación, y cartografía subterránea.
La ventilación de las minas en la Edad Media y el Renacimiento
Puesto que en este período se hicieron minas subterráneas más profundas, se requirió de soluciones para el aire viciado y las inundaciones, la ventilación de minas comenzó a ser una necesidad, y se inició mediante la excavación de dos pozos para crear corrientes de aire natural.
Además, se procedió a la creación de hogueras en un pozo para generar corrientes ascendentes de aire fresco, como fue el caso de las minas de plata de Rammelsberg en lo que hoy llamamos Alemania.
Desagüe de minas
Norias de madera
También, se empleaban norias de madera, accionadas por humanos o animales, principalmente para extraer agua acumulada en pozos y galerías, que inundaban las minas a medida que se excavaban a mayor profundidad.
De la misma forma, se usaban para mantener secas las zonas de trabajo, permitiendo a los mineros operar en niveles subterráneos sin riesgo de ahogamiento o derrumbes por humedad.
Cabe destacar que las norias de madera fueron una solución ingeniosa para su época, aunque hoy nos parezcan rudimentarias. Representan la transición entre la tecnología medieval (basada en fuerza humana y animal) y la Revolución Industrial (mecanizada). Su estudio es clave para entender cómo la minería impulsó avances en ingeniería hidráulica y mecánica.
Tornillo sin fin
Otra tecnología usada en esa época fue el tornillo sin fin basado en el diseño de Arquímedes. Esta tecnología se utilizó para extraer agua acumulada en pozos y galerías subterráneas.
Asimismo, podían funcionar inclinados para transportar agua desde niveles profundos hasta canales de desagüe en la superficie. De la misma manera se empleaban para transportar mineral en minas con pendientes pronunciadas.
Los tornillos sin fin fueron una solución elegante y práctica para los problemas hídricos de la minería preindustrial. Su diseño, a pesar de estar basado en un invento del siglo III a.C., demostró cómo el conocimiento antiguo se reinventó en la Europa medieval para impulsar una industria clave.
Bombas de pistón de madera
En la Europa Central, a finales del siglo XV, se inventan las bombas de pistón de madera, las cuales se perfeccionaron en el siglo XVI durante el Renacimiento.
Georgius Agricola en De Re Metallica ilustró bombas de pistón de madera en minas sajonas, capaces de elevar agua hasta 30 metros con sistemas en serie, también se sabe que en las minas Joachimsthal (Hoy República Checa), se usaban bombas de pistón accionadas por norias para drenar galerías a 200 metros de profundidad.
Asimismo, en Almadén (Hoy España), se emplearon bombas con cilindros de madera revestidos en hierro para resistir el agua ácida con mercurio.
Estas bombas fueron accionadas mediante mineros o animales, quienes giraban una rueda de pisar (treadmill) conectada al pistón mediante un balancín, por otra parte, en minas con corrientes de agua cercanas, se usaban ruedas hidráulicas, como es el caso de las minas de Schemnitz (Hungría).
Estas bombas fueron un puente entre la tecnología manual medieval y la mecánica industrial. Aunque rudimentarias, resolvieron el desafío del agua en minas que alimentaron la riqueza del Renacimiento europeo.
Sistemas de bombas en serie
En De Re Metallica (1556), se ilustraba el uso de sistemas de bombas en serie en Sajonia (actual Alemania) y Hungría. El primer uso documentado de esta tecnología se tiene a mediados del siglo XVI, en minas de plata y cobre de Europa Central.
Los sitios más emblemáticos en los que se usó este sistema son:
- Minas en Schemnitz (Banská Štiavnica, Hungría medieval), donde el agua subterránea era un desafío constante. En aquel entonces contaba con más de 200 metros de profundidad.
- Minas de plata en Joachimsthal (Jáchymov, República Checa).
- Minas de mercurio que usaban sistemas en serie para bombear agua contaminada en Almadén (España).
- Permitieron explotar yacimientos bajo el nivel freático, como las vetas de plata de Potosí (Bolivia) en el siglo XVII.
Estos sistemas fueron un hito de la ingeniería preindustrial, pues, combinaron física básica (presión hidrostática) y trabajo colaborativo (humanos, animales, agua) para vencer la gravedad. Sin ellos, la plata que financió imperios y el mercurio que refinó oro en América no hubieran sido posibles.
Perforación y voladura
Con respecto a la perforación y voladura, aunque la pólvora se inventó en China, en el siglo IX, su uso en la minería europea se produjo en el siglo XVII.
Por otra parte, se creó la voladura controlada, primero, se usó en minas de estaño en Cornualles (Inglaterra) y minas de plata en Sajonia (Alemania), además, se crea la perforación manual con taladros de hierro golpeados con mazos para crear los barrenos.
La perforación y voladura trajo consigo un aumento en la velocidad de excavación, pero también los riesgos de derrumbes y accidentes.
Trituración
También en este período de tiempo, se hizo uso de los molinos de agua en minería, ahora bien, ellos no se crearon en esta época, pues, los primeros datan del siglo III a. C. y eran bastante rudimentarios, luego, el imperio Romano entre el siglo I a. C. y el V d. C. los empleó en minas como Río Tinto (España) para triturar mineral de plata y cobre.
Posteriormente, entre los siglos V al XV, se sabe que se utilizaban en minas del Harz (Alemania) y Schemnitz (Hungría) para accionar martinetes y bombas, y en Al-Ándalus (España), para procesar cinabrio.
Ya para los siglos XV al XVII, existían en Sajonia y Bohemia, sistemas complejos con ruedas de hasta 12 metros de diámetro, como las descritas en De Re Metallica (1556).
Esta tecnología permitió que la trituración se realizará 10 veces más rápido que con las técnicas anteriores, aparte que favoreció el reemplazo de fuerza humana y animal en tareas repetitivas.
Los molinos de agua fueron la "energía renovable" de la minería preindustrial. Su ingenio conectó la hidráulica romana con la mecánica renacentista, sentando las bases para la Revolución Industrial.
Amalgamación
La amalgamación se sabe que era conocida por los romanos, es decir, ellos conocían la capacidad del mercurio para amalgamarse con el oro. Aunque no hay certeza absoluta de que lo utilizaran para separar el oro de los minerales.
En De Re Metallica(1556) se describió detalladamente el proceso deamalgamación del oro. Se cree que los españoles fueron los primeros enutilizar este proceso en Perú alrededor de 1566 para extraer plata de sus depósitos minerales.
El método de amalgamación ha evolucionado a lo largo del tiempo:
En la minería de la plata en la época colonial, se utilizaronprocesos como el "proceso de patio" y el "proceso de cazo" que empleaban la amalgamación a gran escala. El proceso de patio, inventado en 1557, fue fundamental para la producción de plata durante siglos. El proceso de cazo o de "paila" también fue relevante, especialmente para minerales más ricos.
Posteriormente, se desarrolló el Proceso de Tina o de Bandeja (Pan Amalgamation), el cual fue una adaptación, como el "proceso Washoe" en Nevada, Estados Unidos, en la década de 1860, optimizado para ciertos tipos de minerales y condiciones. Este proceso fue ampliamente utilizado desde 1609 hasta el siglo XIX, pero ya no se utiliza de manera industrial.
Hoy en día, la amalgamación con mercurio todavía se utiliza, aunque principalmente en la minería de oro artesanal y de pequeña escala (MAPE), especialmente en yacimientos aluviales. Es un método popular en estas operaciones debido a su simplicidad y bajo costo inicial.
Este método fue un hito de la metalurgia química, pero también un ejemplotemprano de externalidades ambientales.
Cartografía subterránea
También en el Renacimiento, en el año 1574, Lazarus Ercker, realizó losprimeros mapas detallados de minas subterráneas, con lo cual pudiera aseverarse que se da inicio a la cartografía subterránea.
Sin embargo, no se puede olvidar que se conoce que existen grabados en papiro o piedra que indicaban la ubicación de minas de turquesa en el Sinaí, pero sin detalles estructurales, los cuales datan de 2000 años a. C.
Además, se conocen esquemas rudimentarios en tablillas de cera para minas de hierro en Elba (hoy, Italia) y oro en Las Médulas (hoy, España), marcando túneles y pozos. Estos esquemas datan del siglo I d. C.
Luego, casi 20 años antes que Ercker, Agrícola (1556), mostraba diagramas de minas con perfiles verticales y horizontales, usando escalas aproximadas.
En el Renacimiento, este tipo de cartografía se realizaba con brújula y cordel para medir direcciones y distancias en túneles, asimismo, se empleaban plomadas y niveles para calcular profundidades y pendientes, finalmente, los mapas eran dibujados en pergamino o papel, con tinta ferrosa resistente a la humedad.
De esa época se conocen, entre otros, mapas con vetas coloridas y rutas de ventilación de las minas de plata de Joachimsthal (hoy, República Checa):, así como, Croquis que marcaban zonas ricas en plata y rutas de evacuación de Potosí (hoy, Bolivia, en el siglo XVI.
La Edad Media y el Renacimiento, fue una época que combinó tradición e innovación: desde sistemas medievales de norias hasta la incorporación de la pólvora y las bombas de Agrícola. La minería se volvió más sistemática, aunque con grandes costos humanos, especialmente en las colonias.
¿Cómo fue la tecnología minera en la Revolución Industrial (Primera y segunda)?
Las máquinas de vapor, la dinamita, la perforación, los ferrocarriles, la metalurgia extractiva y más, le proporcionaron a la industria minera el principal impulso de su historia.
Máquinas de vapor
Las máquinas de vapor fueron el corazón de la Revolución Industrial y transformaron la minería al permitir extraer agua de minas profundas y mover minerales a escala masiva.
Las minas se inundaban a mayor profundidad, y las bombas manuales o animales eran insuficientes.
De tal manera que en 1712, en la mina de carbón de Dudley Castle, Inglaterra, se empleó la máquina de Newcomen para bombear agua desde 46 metros de profundidad.
También se usó en minas de carbón de Cornwall y Newcastle (Inglaterra), de la misma forma, llegó a minas de plata de Schemnitz (Hungría) en 1722 y a Almadén (España) en 1735.
En líneas generales era un equipo de baja eficiencia, pero revolucionario en su tiempo.
Ahora bien, alrededor de 300 % más eficiente que la máquina de Newcomen fue la máquina de Watt, la cual fue creada en 1769, aunque su utilización en minas fue a partir de 1776 en la mina de carbón de Bloomfield Colliery, Inglaterra, para 1780, se empleó en las minas de cobre de Parys Mountain (Gales).
El bombeo de agua permitió minas más profundas, además, la extracción mediante cabrestantes de vapor reemplazó caballos y humanos en el izado de mineral. Así también, los ventiladores accionados por vapor renovaban el aire en minas profundas, como fue el caso de Gresford Colliery, Gales.
Todo esto ocasionó que la minería de carbón se disparara, alimentando a su vez a la Revolución Industrial, por citar un ejemplo, las minas de carbón en Newcastle, pasaron de 50 m en 1700 a 400 m en 1850.
Las máquinas de vapor no solo salvaron minas inundadas y contribuyeron a ir más profundo en las excavaciones, sino que impulsaron la globalización de la minería, permitiendo explotar recursos a escalas antes impensables, al tiempo, que la minería de carbón contribuyó a la expansión de las tecnologías de vapor y a nuestro problema planetario actual de huella de carbono.
Perforación y voladura
La minería se benefició de un muy relevante impulso que recibió gracias a la dinamita y a la perforación neumática, lo cual permitió excavar más rápido y profundo, y lograr tasas de producción de altas.
Alfred Nobel, patentó la dinamita en 1867 en Suecia, y ya para los 70 de ese siglo se estaba usando en las minas de hierro de Kiruna, en el círculo polar ártico de Suecia. En los 80 de ese siglo se empleó en las minas de cobre de Butte, en Estados Unidos.
La perforación neumática, inventada por Simon Ingersoll en 1871, en Estados Unidos, significo un gran paso en materia de perforación, pues esta tecnología resultaba mucho más eficiente que su predecesora, que era la perforación manual con martillo y barrenos.
La combinación de la dinamita y perforación neumática, comenzó a mostrar su efectividad en escenarios, tales como: la fiebre del oro de Klondike y las minas de carbón de Pennsylvania.
Estas tecnologías contribuyeron a convertir a la minería en una industria de escala masiva.
Ferrocarriles
Los ferrocarriles han tenido una enorme relevancia en la industria minera, ya que permitieron transportar minerales a gran escala, reduciendo costos y conectando minas remotas con puertos y centros industriales.
El Ferrocarril de Middleton en 1758, fue la primera línea comercial con raíles de hierro, para carbón en Leeds. Para 1767 se tuvo la primera vía férrea de hierro fundido, diseñada por Richard Reynolds para minas de carbón.
Posteriormente, en 1804, la primera locomotora del vapor del mundo, la de Trevithick, se empleó en la mina de hierro Penydarren (Gales), luego en 1825, en Inglaterra, se tuvo el primer ferrocarril público a vapor, conectando minas de carbón de Shildon con el puerto de Stockton.
En 1833, se conectó minas de carbón de Gales con Londres, usando locomotoras de George Stephenson. En EE. UU, en los años 60 del siglo XIX, el Ferrocarril Virginia & Truckee transportaba plata desde Virginia City hasta el río Carson.
Para explotar salitre desde el Desierto de Atacama, en 1873, también se usó ferrocarril. Después, en los años 90 de ese siglo, en el Klondike, el Ferrocarril White Pass & Yukon, transportó oro.
Los ferrocarriles mineros no solo beneficiaron a la industria minera, sino que contribuyeron a impulsar avances en ingeniería y logística global.
Metalurgia extractiva
Como es bien sabido, la metalurgia extractiva es el conjunto de procesos para obtener metales puros a partir de minerales, y ha sido esencial desde la prehistoria hasta la minería moderna.
En el período histórico en cuestión se dieron los siguientes avances:
Abraham Darby en 1709, reemplazó carbón vegetal por coque enCoalbrookdale (Inglaterra), permitiendo fundición masiva.
En la década de 1780 se emplearon molinos de rodillos en Cornualles (Inglaterra) para triturar estaño.
Desde 1792 se ha utilizado la separación magnética para hierro iniciando en Suecia.
En la década de 1830, se emplearon hornos de reverbero en Swansea (Gales) para tostar minerales de cobre a gran escala.
Henry Bessemer en 1856, oxidó impurezas del hierro fundido con aire, produciendo acero barato en Sheffield (Inglaterra). (Convertidor Bessemer).
Eli Whitney Blake patentó en 1858 el triturador de mandíbula que es predecesor de los chancadores modernos.
En 1865, James Elkington desarrolla la electroobtención de cobre en Gales, usando soluciones de sulfato.
En 1869, se implementó el proceso Manhés-David en Le Havre (Francia) para cobre 99,9 % puro.
En 1876, se dio el primer uso industrial de un molino de bolas que fue diseñado para moler cemento en Francia, y posteriormente, en 1885, se adaptó para procesar pirita en Río Tinto (España).
En 1884, se tiene el proceso Balbach-Thum, que fue el primer método electrolítico a escala industrial para refinar plata en EE.UU.
En 1886, se crea el proceso Hall-Héroult para aluminio, usando criolita fundida y electricidad en Pittsburgh (EE.UU.).
En la década de 1890, la electroobtención se adopta en Homestake Mine (EE.UU.) para oro y en Chuquicamata (Chile, 1915) para cobre.
En 1896, en Rand Refinery (Sudáfrica), se implementó el proceso Wohlwill (Electrólisis con ácido cloráurico para oro 99,99 % puro).
Desde 1905, en Broken Hill (Australia) se usa la flotación para adherir particulas de cobre o zinc.
La metalurgia extractiva ha sido el puente entre la roca y el progreso. Sin ella, no existirían ciudades, microchips ni transición energética.
Seguridad y condiciones laborales
La seguridad y las condiciones laborales en la minería siempre han sido un campo de batalla entre la explotación humana y los avances técnicos. El mundo aún no supera la explotación humana en esta indispensable industria.
En el siglo XVIII, en minas de Cornualles (Inglaterra), se empleaban ruedas de madera movidas por animales para circular aire, estos eran llamados Ventiladores de caballos.
En 1849 se tenían Ventiladores mecánicos que eran accionados por vapor, como el gigantesco ventilador de Gresford Colliery, Gales.
En 1857, se utilizó, en minas de carbón en Belgica, el Ventilador Guibal, el cual estaba accionado por máquinas de Watt.
Después de 1862, se comenzó a implementar el Pozo de escape, pues el desastre de Hartley Colliery (1862, Inglaterra), que mató a204 mineros atrapados, generó que se exigiera un segundo pozo en todas las minas.
En la década de los 1880, se emplearon Marcos de acero, para reemplazar madera en túneles de minas de cobre de Butte (EE.UU.), reduciendo derrumbes.
William Reid Clanny en 1883, inventa la Lámpara de Clanny, la cual era una lámpara de seguridad que sellaba la llama con vidrio y aire, fue usada en minas húmedas de Gales.
Dos años después, Humphry Davy, inventó la Lámpara de Davy, la cual fue otra lámpara de seguridad en la que una malla metálica rodeaba la llama, evitando que el gas grisú (metano) explotara. Se empleó en minas de carbón de Newcastle (Inglaterra) y Pennsylvania (EE.UU.).
Los Cascos de metal, se comenzaron a usar en la década de 1890, en minas de oro de Sudáfrica para proteger contra derrumbes.
Imagen generada en https://labs.google/fx
En la primera década del siglo XX, se comenzó a emplear las Máscaras antipolvo, que eran elaboradas de tela o de cuero, usadas en minas de carbón deRuhr (Alemania) contra la silicosis.
También en este período de tiempo, en minas de carbón de Appalachia(EE.UU.) y Ruhr (Alemania), se implementaron las Lámparas de filamento, con las cuales se eliminaron los riesgos de explosiones por lámparasde llama (como las de Davy).
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