La minería subterránea se ha consolidado como una técnica esencial para la extracción de recursos minerales ubicados a profundidades donde la minería a cielo abierto deja de ser económicamente y técnicamente viable. En este contexto, los métodos de explotación subterránea desempeñan un papel crucial, ya que deben adaptarse no solo a las características geológicas del yacimiento, sino también a los desafíos económicos, técnicos, sociales y ambientales contemporáneos. Este artículo tiene como objetivo ofrecer una mirada integral, detallada y actualizada sobre los principales métodos subterráneos, los criterios que orientan su selección, las metodologías aplicadas para su evaluación y las tendencias futuras que configuran el desarrollo de la minería subterránea moderna.
Te puede interesar: https://mineroinformado.com/mineria-subterranea/
Video: Corte y relleno
Clasificación de los métodos de explotación subterránea
La minería subterránea agrupa una diversidad de técnicas que varían en función del tipo de yacimiento, su morfología, profundidad, ley del mineral y condiciones del macizo rocoso. A continuación, se presentan los principales grupos de métodos utilizados actualmente:
1. Métodos de Hundimiento
Estos métodos aprovechan la gravedad para inducir el colapso de grandes volúmenes de roca. Son especialmente útiles en yacimientos masivos de baja ley.
- Hundimiento por bloques (Block Caving): consiste en socavar la base de bloques definidos dentro del yacimiento, lo cual provoca el hundimiento progresivo del macizo rocoso. Se considera uno de los métodos más rentables para grandes volúmenes.
- Hundimiento por subniveles (Sublevel Caving): se realiza desde subniveles desarrollados a lo largo del yacimiento, donde se perforan y vuelan secciones controladas para inducir el hundimiento.
- Hundimiento por paneles (Panel Caving): variante que emplea la expansión lateral para colapsar grandes sectores, siendo ideal en depósitos de baja ley con buena competencia de roca.
2. Cámaras y Pilares (Room and Pillar)
Método clásico y ampliamente utilizado en depósitos tabulares y horizontales con roca competente.
- Convencional: se excavan cámaras intercaladas con pilares que soportan la estructura superior.
- Con relleno: se extraen pilares previamente sostenidos mediante relleno artificial, lo que permite una mayor recuperación del mineral.
- Con hundimiento controlado: se permite el colapso planificado del techo tras extraer los pilares, combinando productividad y recuperación.
3. Explotación por Subniveles
Método que combina desarrollo vertical con extracción horizontal, especialmente útil en cuerpos mineralizados con buzamiento fuerte.
- Sublevel stoping abierto: se excavan cámaras sin relleno, ideal para roca competente.
- Con relleno (Backfill): incorpora relleno cementado o no cementado para mejorar estabilidad.
- Corte y relleno (Ascendente o Descendente): permite una alta selectividad, con relleno continuo para crear plataformas de trabajo.
- Shrink stoping y VCR (Vertical Crater Retreat): adecuados para vetas estrechas con buzamiento pronunciado y condiciones geomecánicas difíciles.
4. Métodos de Transición
En yacimientos que comienzan como operaciones a cielo abierto y evolucionan hacia minería subterránea, se requiere una planificación integral. Un ejemplo es la mina Kemi (Finlandia), donde se integraron tecnologías inteligentes para coordinar producción y procesamiento de forma eficiente.
5. Métodos Especiales
Incluyen técnicas poco comunes pero de alta eficiencia en contextos específicos:
- Horodiam: utiliza grandes pozos verticales perforados con raise borers y perforación radial.
- Drenaje de metano: permite la extracción segura y energética del metano contenido en capas de carbón.
6. Métodos No Convencionales
Aprovechan mecanismos alternativos a la excavación tradicional:
- Lixiviación in situ: recuperación química de minerales solubles sin remover el material.
- Dragado: extracción de depósitos subacuáticos, común en arenas auríferas y diamantes.
7. Métodos en Desarrollo
Tecnologías innovadoras orientadas a mejorar eficiencia y seguridad:
- Excavación remota (ROES): permite operar maquinaria a distancia.
- Excavación rápida: reducción de tiempos en túneles mediante tuneladoras avanzadas.
- Gasificación subterránea: convierte carbón en gas in situ para uso energético.
- Robotización: implementación de robots para carga, transporte y perforación.
Factores que influyen en la selección del método subterráneo
La elección del método más adecuado requiere una evaluación holística que considere múltiples dimensiones:
1. Características del yacimiento
- Estilo de mineralización: yacimientos tabulares, masivos o irregulares exigen enfoques distintos (por ejemplo, room and pillar para cuerpos horizontales y block caving para depósitos masivos).
- Profundidad: a mayor profundidad, mayor viabilidad subterránea frente a la minería superficial.
- Ley del mineral: yacimientos de alta ley permiten técnicas selectivas; los de baja ley requieren métodos de mayor volumen.
2. Condiciones geotécnicas
- Competencia del macizo rocoso: determina la necesidad de sostenimiento y la posibilidad de crear cámaras grandes o estructuras con relleno.
- Presencia de fallas y discontinuidades: puede condicionar la orientación del minado.
- Condiciones hidrogeológicas: la presencia de agua subterránea obliga a considerar drenaje y posibles contaminaciones de acuíferos.
3. Factores económicos y operacionales
- Costos de capital y operación: métodos como block caving son menos costosos por tonelada, mientras que cut and fill implica mayor inversión.
- Tasa de producción: las minas de gran escala requieren métodos que aseguren producción continua.
- Recuperación y dilución: métodos selectivos permiten alta recuperación, pero pueden generar más costos y menor volumen.
4. Consideraciones ambientales y sociales
- Impactos ambientales: como subsidencia o generación de residuos, deben ser mitigados desde la planificación.
- Impactos sociales: incluyen beneficios como el empleo local y desafíos como el reasentamiento de comunidades.
5. Aspectos regulatorios
- Normativa minera vigente: impone restricciones técnicas y ambientales.
- Obtención de permisos: puede ser un factor limitante en el tiempo de ejecución del proyecto.
Metodologías para seleccionar el método de explotación
La toma de decisiones en minería subterránea exige un proceso riguroso y técnico, basado en distintas metodologías:
1. Análisis cualitativo
Se basa en la experiencia de especialistas y en la comparación con minas similares. Ejemplos:
- Sistema de Boshkov y Wright y Diagrama de Hartman: relacionan características geométricas con métodos viables.
- Clasificación de Morrison: orienta la elección en función del soporte requerido y la acumulación de energía.
2. Análisis cuantitativo
- Método de Nicholas: asigna puntuaciones a parámetros geológicos y geotécnicos para determinar la idoneidad de cada método.
3. Modelamiento y simulación
- Herramientas como RS2, FLAC o software de planificación minera permiten simular la operación y predecir comportamientos geomecánicos, económicos y de producción.
4. Análisis de rango de recursos
- Se desarrollan escenarios probabilísticos de recursos para evaluar el riesgo y justificar inversiones en función de la incertidumbre geológica.
Conclusiones y perspectivas de la minería subterránea
Importancia de una selección adecuada
Elegir el método correcto implica reducir costos, maximizar producción y garantizar seguridad. Una decisión errónea puede llevar a sobrecostos, fallas geotécnicas o accidentes.
Enfoque multidisciplinario
La participación conjunta de geólogos, ingenieros, economistas, ambientalistas y autoridades permite tomar decisiones robustas, equilibrando sostenibilidad con eficiencia.
Tendencias futuras
La automatización, la inteligencia artificial y la minería verde están transformando las operaciones subterráneas. Equipos autónomos, sensores en tiempo real y modelamiento predictivo permiten una explotación más precisa, segura y con menor impacto ambiental. A su vez, las energías limpias y la reutilización de materiales de relleno están permitiendo desarrollar minas más sostenibles.
Conclusión final
Los métodos de explotación subterránea no son estáticos; evolucionan junto con las necesidades técnicas y sociales de la industria minera global. Su correcta selección no solo impacta en la rentabilidad del proyecto, sino también en su huella ambiental, la seguridad del personal y su aceptación social. Por ello, el análisis profundo, multidisciplinario y tecnológico de cada yacimiento se vuelve imprescindible. En la era de la minería inteligente, el desafío no solo es extraer más, sino hacerlo mejor, con responsabilidad, precisión y visión de futuro.
Pingback: Método de Explotación Subterránea por Cámaras y Pilares: