Mponeng es una mina de oro tabular ultraprofunda en Sudáfrica, en la cuenca Witwatersrand de la provincia de Gauteng . [1] Anteriormente conocida como Pozo No1 de Western Deep Levels, la mina comenzó a operar en 1986 . [2] Es una de las minas de oro más importantes del mundo en términos de producción y magnitud, alcanzando más de 4 kilómetros (2,5 millas) debajo de la superficie. [3] [4] A esta profundidad, Mponeng se lleva el título de la mina más profunda del mundo desde el nivel del suelo, con el objetivo de profundizar la mina más allá de los 4 km para alcanzar más reservas. [5] [6] Un viaje desde la superficie hasta su punto más profundo toma más de una hora, pero las duras condiciones de la mina no impidieron que un maratonista ecuatoriano completara una media maratón dentro de la mina. [3] [7] Los recursos minerales de Sudáfrica son el alma de la economía y la minería es una industria fundamental que sustenta a un gran número de personas, empresas e industrias, incluidos pueblos y ciudades enteras. La profundidad de algunos de esos recursos, incluido Mponeng, ha convertido a Sudáfrica en un líder pionero en tecnologías de extracción profunda de oro. [8]
Como parte de Witwatersrand, la mineralización de oro más grande del mundo, Mponeng es el resultado del descubrimiento de la cuenca por parte de los europeos. A partir de las décadas de 1850 y 1870 se realizaron una serie de descubrimientos minerales en la zona, incluidos los de Pieter Jacobus Marais extrayendo oro de un río y los de Henry Lewis encontrando cuarzo y vetas de oro en una granja, que condujeron a la fiebre del oro de Witwatersrand en 1886. [9] Estos descubrimientos llevaron a muchas operaciones mineras y después de que el pozo se hundiera durante aproximadamente 5 años (1981), Mponeng comenzó oficialmente las operaciones mineras en 1986. [10] [2] Antes de Mponeng, la mina se conocía como Western Deep Levels South Shaft o el eje número 1; el nombre Mponeng entró en uso en 1999. [10]
Se estima que la mina estará produciendo hasta 2029, cuando finalmente las reservas podrían agotarse, la mina ha estado en funcionamiento desde 1986 y tiene la posibilidad de funcionar durante 43 años. [11] las profundidades actuales alcanzan aproximadamente 3,8 km de profundidad, en los próximos años de vida útil restante de la mina probablemente alcanzará más de 4,2 km de profundidad. [11] La mina no ha estado funcionando continuamente desde el día de su apertura en 1986. Un evento sísmico en marzo de 2020 provocó la interrupción de las operaciones debido a las muertes. [11] Como muchas otras operaciones, Mponeng cerró debido a la pandemia de COVID-19 en mayo de 2020, pero desde entonces ha vuelto a producir. [11] [12]
Las huelgas en el distrito minero de Sudáfrica fueron evidentes en el siglo XX, por ejemplo, la huelga en una mina de oro de Sudáfrica en agosto de 1946. [13] Como Mponeng no inició sus operaciones hasta cerca del cambio de siglo, no ha habido muchas otras huelgas notables desde entonces. , excepto en 2012. En 2012, mientras AngloGold Ashanti era propietario de Mponeng, se produjeron huelgas. [14] Las huelgas fueron el resultado combinado de problemas entre los trabajadores de la industria del oro y el platino en Sudáfrica. [14] La posición de AngloGold al respecto era mantener la seguridad, la paz y la estabilidad. [14] La huelga de 2012 ascendió a casi el 16% de la fuerza laboral minera total de Sudáfrica, no solo a Mponeng. [15] AngloGold experimentó específicamente que casi 35.000 trabajadores dejaran sus herramientas en la huelga ilegal. [16] Aunque no en Mponeng, la huelga de 2012 incluyó una huelga salvaje en una mina de platino cercana que terminó con la muerte de 34 mineros a causa de interacciones policiales. [15]
Harmony Gold , el mayor productor de oro de África, compró Mponeng a AngloGold Ashanti (AGA) en 2020, por aproximadamente 200 millones de dólares. Harmony Gold también adquirió Mine Waste Solutions cuando reunieron el resto de los activos de AGA a finales de 2020. [17] A partir de 2022, los costos totales de producción fueron de 1771 dólares estadounidenses por onza (1614 dólares estadounidenses por onza troy). Incluso con precios del oro casi récord, Mponeng apenas alcanza el punto de equilibrio. [18] El oro vale actualmente aproximadamente 2.080 dólares EE.UU./oz (1.900 dólares EE.UU./oz troy). [19] Cada día se excavan más de 5.400 toneladas métricas de roca en Mponeng. [20] Harmony Gold, además de los cierres, ha mantenido sus operaciones:
La publicación más reciente de Harmony Gold describe su producción del año 2023:
La temperatura de la roca alcanza los 66 °C (151 °F) y la mina bombea hielo en suspensión bajo tierra para enfriar el aire del túnel por debajo de los 30 °C (86 °F). [21] Se empaqueta una mezcla de hormigón , agua y roca en las áreas excavadas, lo que además actúa como aislante. [21] Las paredes del túnel están aseguradas mediante hormigón proyectado flexible reforzado con fibras de acero, que además se mantiene en su lugar mediante una red de malla romboidal. [21]
En 2008, investigadores que buscaban organismos extremófilos descubrieron la bacteria Desulforudis audaxviator presente en muestras de agua subterránea tomadas a kilómetros de profundidad en la mina. [22] El nombre 'Audaxviator' proviene de un pasaje en latín de la novela Viaje al centro de la Tierra de Julio Verne : "Descende, audax viator, et terrestre centrum attinges". ("Desciende, viajero audaz, y alcanza el centro de la Tierra"). [23]
La mina se encuentra en la cuenca de Witwatersrand y utiliza dos horizontes: Ventersdorp Contact Reef y Carbon Leader Reef. [24] En la mina Mponeng, el arrecife de contacto Ventersdorp está compuesto principalmente de cuarcita intercalada y conglomerados gruesos y constituye sólo uno o dos metros de espesor. [25] La cuenca de Witwatersrand ha experimentado muchas oleadas de empuje en el pasado, lo que ha resultado en abundantes fracturas. [25] Estas pequeñas fallas a menudo corresponden a contactos deposicionales y de sedimentos. [25] Es a lo largo de estas fallas donde fluyen los fluidos mineralizantes, que conducen a la precipitación o mineralización del oro. [26] Esta complicada historia geológica se asocia en gran medida con la mineralización de oro; la cuenca de Witwatersrand posee casi un tercio de las reservas de oro y es responsable de más del 40% de todo el oro. [25] Mponeng tiene una reserva de oro probada de aproximadamente 46 millones de onzas (más de 1300 toneladas), más de 8 veces la segunda mina de oro más profunda, ' Driefontein ', también ubicada en Sudáfrica. [26]
La mineralización de oro probablemente esté relacionada con la actividad hidrotermal y ocurre en litología variable de conglomerados, conocidos como arrecifes mencionados anteriormente. [25] La estratigrafía en la que se encuentra el oro varía en espesor, desde alrededor de 10 cm hasta 1 metro. [27] El oro se encuentra en estas capas de espesor variable de rezagos de guijarros, depósitos fluviales apilados y otras estratigrafías. [27] [25] Específicamente en Mponeng, el oro está asociado con la fracturación por empuje mencionada anteriormente y con las siguientes mineralizaciones:
Como ocurre con la mayoría de las minas, Mponeng se limita al control estructural de la geología. La mineralización VCR está gobernada por sistemas de fractura de empuje discutidos anteriormente, en gran parte de la edad del Bajo Kliprivierberg. [27] Los propios VCR y CLR tienen alrededor de 2.700 millones de años y han experimentado muchas deformaciones y cambios. [28] [29]
Sudáfrica lleva años lidiando con los efectos de la contaminación relacionada con la minería; Los efectos del daño ambiental relacionado con la minería han sido grandes dado que la minería representa aproximadamente el 8% del PIB de Sudáfrica. [30] En 1998, la industria minera contribuyó con casi el 90% de los 533,6 millones de toneladas de residuos que se producían anualmente. [31] Según datos de 1998, la minería de oro es la mayor fuente de contaminación en Sudáfrica. [ cita necesaria ] Una gran parte de esto ocurre en la cuenca Witwatersrand, hogar de más de 270 instalaciones de almacenamiento de relaves , que cubren 18.000 hectáreas. [31]
La minería genera dos tipos principales de desechos: montones de rocas estériles e instalaciones de almacenamiento de relaves (TSF). [31] Los montones de roca estéril son la roca que debe retirarse para llegar al mineral; Para Mponeng, las pilas de roca estéril son consideradas debido a la profundidad de la mina. [32] Los relaves resultan del proceso de trituración y molienda del mineral , se produce material del tamaño de un limo muy fino y se recolecta en montículos. Los relaves, en particular, plantean graves problemas medioambientales y de salud, ya que contienen sustancias químicas potencialmente peligrosas. [31] Las consecuencias a largo plazo también son motivo de preocupación: ya sea que las actividades mineras continúen, se detengan o se abunda una mina, estos TSF pueden representar un grave riesgo para el medio ambiente circundante. [31] Se ha descubierto que la contaminación persiste incluso después de 72 años de abandono de la mina. [31]
Más allá del medio ambiente, los ciudadanos de la cuenca de Witwatersrand se han quejado del polvo arrastrado por el viento, la mayor parte del cual proviene de TSF parcialmente rehabilitados. [33] Anglo Ashanti comenzó a registrar datos meteorológicos en 2012 y desde entonces Harmony Gold se ha hecho cargo del seguimiento tras la adquisición en 2020. [33] Los ciudadanos están preocupados por el contenido de metales pesados y de sílice , ya que ambos plantean graves riesgos para la salud ( silicosis , tuberculosis , bronquitis , enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), cáncer de pulmón ). [34] [35] Un estudio realizado en 2020 encontró un valor elevado de sílice y uranio en la contaminación atmosférica PM10 de los TSF de las minas de oro de la zona. [33]
En Sudáfrica, la contaminación por metales pesados procedente de la industria minera es la principal causa de contaminación del suelo y del agua. [31] La contaminación proviene de algunas fuentes: [31] [33]
Se pueden comenzar dos acciones para combatir los problemas de contaminación de Sudáfrica relacionados con la minería de oro: la prevención de nueva contaminación y la remediación de la antigua. Las advertencias sobre la prevención y la remediación son el hecho de que ambas son extremadamente difíciles y costosas, y ni la industria minera ni Sudáfrica podrían permitirse un cambio total en la contaminación. [31]
La inmovilización de las PTE en los TSF es un objetivo principal de la prevención y el control de la contaminación. [31]
Además de la prevención y la remediación, se ha propuesto que, para proteger el medio ambiente, los materiales de relaves restantes deben retirarse de los TSF si la contención no es segura. [36]
La sismicidad en las minas es común ya que la extracción de grandes cantidades de roca puede cambiar la dinámica de las tensiones, especialmente si existen fallas preexistentes . [37] Esta sismicidad se denomina "sismicidad inducida por la minería", causada por la liberación de deformación elástica, pero que a menudo tiene una magnitud de momento baja. [37] [38] Los eventos de cualquier tamaño, que superan los 1.000 eventos por día, representan un riesgo grave para las operaciones mineras y los empleados. No es raro que los equipos sufran daños o que los ventisqueros y tajeos colapsen como resultado de los eventos. [37] [38]
El 27 de diciembre de 2007, un dique dentro de Mponeng experimentó un evento de magnitud 1,9 causado por un cambio de tensión debido a la excavación dentro de la mina. En marzo de 2020, Mponeng experimentó un terremoto de magnitud 2 en el que murieron 3 personas. [39] En minas profundas, la tensión vertical puede alcanzar 80-100 MPa, equivalente a aproximadamente 10 km bajo el agua. [40] [41] [42] [43] La sismicidad en las minas de oro profundas es común y, a menudo, es inducida por las actividades mineras. [38] [44] Se pueden considerar dos eventos: [38]
La mayoría de los terremotos en profundidad están relacionados con la minería (Tipo A), típicamente asociados con el comienzo de un nuevo tajeo. [45]
Una forma de avanzar es comprender mejor los métodos de excavación y desprendimiento de rocas . Una mejor comprensión puede proporcionar mejores protocolos de seguridad. [46] Un uso destacado de las minas profundas y sus terremotos asociados, a menudo de baja magnitud, es conectar experimentos a escala de laboratorio con situaciones del mundo real. [47] [48] También hay investigaciones considerables que intentan comprender la nucleación de dichos terremotos, [47] y si funcionan igual que los terremotos más grandes. [48] En Mponeng, JAGUARS (Investigación Japonés-Alemana sobre Emisiones Acústicas en Sudáfrica) [49] ha instalado una red de acelerómetros y sensores piezoeléctricos de emisiones acústicas. [47] Estos sensores pueden registrar terremotos de magnitud de momento muy pequeña, capaces de registrar eventos con frecuencias de 0,7 kHz a 200 kHz (M<0,5). [45] En un período de un año, 2007-2008, se registraron casi 500.000 eventos, la mayoría de los cuales con frecuencias bajas (por debajo de 25 kHz). [45] La red JAGUARS está ubicada debajo del arrecife de contacto de Ventersdorp, hay ocho sensores de emisiones acústicas , dos extensímetros y un acelerómetro triaxial que componen la red. [45]
Lanzado en 2010, el programa de televisión estadounidense 'Build it Bigger' ( Powderhouse Productions ) presentado por Danny Forster visitó la mina de oro de Mponeng. [50]
Millán Ludeña, un corredor de maratón ecuatoriano , se convirtió en la primera persona en correr una media maratón completamente bajo tierra en la parte más profunda de la mina de oro de Mponeng. Un juez de Guinness World Records estuvo presente para documentar la carrera y emitió el certificado para la media maratón más profunda. [51] A la inversa, el objetivo de Millán se convirtió en correr lo más lejos y tan cerca del Sol como pudiera. Más tarde, después de Mponeng, Millán subió al monte Chimborazo en Ecuador. [52] Millán tiene una película llamada 'From Core to Sun' estrenada en 2018 sobre sus logros. [53]
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