La veta de carbón de Pittsburgh es la capa de carbón más gruesa y extensa de la cuenca de los Apalaches; [1] por lo tanto, es la capa de carbón económicamente más importante en el este de los Estados Unidos . La capa de carbón de Pittsburgh de la parte superior de Pensilvania del grupo Monongahela es extensa y continua, y se extiende a lo largo de 11.000 mi2 a través de 53 condados. Se extiende desde el condado de Allegany, Maryland, hasta el condado de Belmont, Ohio , y desde el condado de Allegheny, Pensilvania, al suroeste, hasta el condado de Putnam, Virginia Occidental . [2] [3]
Esta veta de carbón recibe su nombre por su afloramiento en lo alto de la escarpada cara norte del Monte Washington en Pittsburgh, Pensilvania , [4] y se considera que forma la base de las medidas de carbón superiores de la meseta de Allegheny , [5] ahora conocida como el Grupo Monongahela. [6] La primera referencia al yacimiento de carbón de Pittsburgh, nombrado por HD Rodgers del Primer Servicio Geológico de Pensilvania, [7] fue en un mapa de 1751. [8]
La sección de la veta de Pittsburgh bajo el valle de Georges Creek en el oeste de Maryland se conoce como The Big Vein [9]. Está aislada del resto de la veta de Pittsburgh por Savage Mountain (parte del anticlinal Deer Park), el anticlinal Negro Mountain , el anticlinal Laurel Hill y el anticlinal Chestnut Ridge . Entre estos anticlinales, los estratos que contienen el carbón de Pittsburgh han sido casi borrados por la erosión. La excepción es un pequeño remanente en el condado de Somerset, Pensilvania , en el sinclinal de Berlín entre Negro Mountain y Savage Mountain . [10]
El carbón de Pittsburgh es uno de los muchos yacimientos de carbón explotables que se depositaron a lo largo de las eras Pensilvánica ( Carbonífero tardío ) y Pérmica (330-265 millones de años atrás) en una cuenca de antepaís en hundimiento que se rellenó con sedimentos erosionados de una antigua masa de tierra ubicada al este. [11] El Grupo Monongahela y otros sedimentos de la cuenca norte y central de los Apalaches (fig. 1) Los sedimentos pensilvánicos se depositaron en una llanura costera en proceso de agradación y progradación dentro de una cuenca de antepaís adyacente al cinturón de pliegues y empuje de Alleghanian. [12]
El yacimiento de carbón de Pittsburgh se formó durante una pausa en la deposición clástica activa que permitió el desarrollo de una enorme ciénaga de turba. El extenso y espeso depósito de turba estaba destinado a convertirse en uno de los recursos energéticos más valiosos del mundo. La distribución de algunos de los sedimentos, en particular las arenas de los canales, puede haber estado controlada en parte por fallas profundas del basamento del Cámbrico temprano que se reactivaron durante la orogenia de Alleghany (Root y Hoskins, 1977; Root, 1995).
Partes significativas de la capa de arcilla inmediatamente debajo del carbón de Pittsburgh descansan sobre una discordancia , es decir, una antigua superficie erosionada. [13] Por esta razón, la veta de Pittsburgh se toma como el miembro basal del Grupo Monongahela. La superficie de erosión subyacente se considera la parte superior del Grupo Conemaugh, anteriormente conocido como las medidas estériles inferiores porque esta formación contiene pocas vetas de carbón.
El Monongahela está compuesto principalmente de arenisca, caliza, dolomita y carbón, [14] y consta de una serie de hasta diez ciclotemas . Durante cada ciclotema, la tierra se inundó, lo que permitió la acumulación de depósitos marinos como esquisto , caliza y arenisca . Cuando el nivel del mar bajó, se formó carbón a partir de los restos de pantanos. Algunos de los yacimientos de carbón del grupo Monongahela son erráticos, a veces poco más que una veta negra en la roca, mientras que otros son de importancia comercial. [15]
La veta de carbón de Pittsburgh es extensa lateralmente. Se presenta comúnmente en el sudoeste de Pensilvania en dos bancos, y el banco inferior puede tener más de seis pies de espesor. [16] La capa de carbón de Pittsburgh, que se encuentra sobre el banco inferior, puede tener un espesor de entre 0 y 3 pies.
En 1760, el capitán Thomas Hutchins visitó Fort Pitt e informó que había una mina en Coal Hill, el nombre original que se le dio al monte Washington al otro lado del río Monongahela desde el fuerte. El carbón se extraía de las entradas de la mina a la veta de carbón de Pittsburgh en un afloramiento a lo largo de la ladera a unos 200 pies sobre el río. El carbón se vertía en zanjas excavadas en la ladera, se hacía rodar hasta el borde del río y se transportaba en canoas y botes hasta la guarnición militar. En algún momento alrededor de 1765, se produjo un incendio en esta mina, que continuó ardiendo durante años, lo que provocó el derrumbe de parte de la cara de la colina. Los derechos mineros se compraron formalmente a los jefes de las Seis Naciones en 1768 y, a partir de ese momento, el carbón impulsó el crecimiento explosivo de la industria en la región de Pittsburgh.
En 1796, las minas de carbón se extendían a lo largo de la cara del Monte Washington por 300 brazas (1800 pies), centradas al otro lado del Monongahela desde Wood Street. 40°25′55.74″N 80°0′24.08″O / 40.4321500, -80.0066889 [17] En 1814, había al menos 40 minas de carbón en la región de Pittsburgh, trabajadas desde socavones en la cara de la veta de carbón utilizando métodos de habitación y pilares . [18] [19] En 1830, la ciudad de Pittsburgh consumía más de 400 toneladas por día de carbón bituminoso para uso doméstico e industrial ligero. [20] A principios del siglo XIX, el carbón de Pittsburgh se convirtió en la principal fuente de combustible de la ciudad: se consumían diariamente alrededor de 250.000 fanegas (aproximadamente 400 toneladas cortas) de carbón para uso doméstico e industrial ligero. [21] La razón principal para el cambio de la madera al carbón fue económica. En 1809, una cuerda de madera costaba 2 dólares y un fanega de carbón costaba 0,06 dólares. El carbón era abundante y los trabajadores que trabajaban en las minas a una milla de Pittsburgh ganaban alrededor de 1,60 dólares por semana y podían producir hasta 100 fanegas de carbón al día. [22]
La veta de Pittsburgh fue la principal veta de producción de carbón de Estados Unidos a finales del siglo XIX y principios del XX. [23] El carbón de la veta de Pittsburgh era ideal para fabricar coque , en particular para los altos hornos de hierro. Fomentó el desarrollo de gran parte del sudoeste de Pensilvania, en particular una sección de la veta de Pittsburgh conocida como el distrito de Connellsville.
La explotación del carbón de la veta de Pittsburgh comenzó lentamente. Al principio, los herreros y fundidores convertían el carbón en coque para utilizarlo en sus hogares y pequeños hornos. A principios del siglo XIX, los empresarios del oeste de Pensilvania adaptaron las prácticas británicas de fabricación de coque para producir coque para las fábricas de hierro locales. Para fabricar coque, se quema carbón en condiciones controladas para eliminar la materia volátil (gases expulsados cuando se quema carbón), dejando el carbono y la ceniza del carbón fusionados en forma de coque. [24] Fabricaban coque en "montículos" cubiertos de turba, en los que el carbón se quemaba lentamente y sin oxígeno para eliminar las impurezas. La adopción de hornos de coque de colmena en la década de 1830 estimuló el uso de carbón de la veta de Pittsburgh en hornos de hierro, y estos hornos producían coque de mejor calidad que los montículos.
El carbón de la veta de Pittsburgh, especialmente el de mayor calidad que se encuentra en el distrito de Connellsville, era el mejor carbón de Estados Unidos para fabricar coque. Cuando se convertía en coque, era lo suficientemente fuerte como para soportar el peso del mineral de hierro que se apilaba con el coque dentro de los hornos de hierro. Tiene una alta proporción de carbono, que acelera la combustión, y una baja proporción de impurezas, incluidas cenizas y humedad, que retardan la combustión. El carbón de Pittsburgh también tiene una baja proporción de azufre, que es fundamental para fabricar hierro de alta calidad. Además, la veta de Pittsburgh estaba ubicada cerca de Pittsburgh, entonces el centro de la creciente industria siderúrgica estadounidense. El coque tenía que transportarse por agua o ferrocarril hasta los hornos de hierro, y la proximidad de la veta de Pittsburgh a los hornos de hierro le daba al yacimiento otra ventaja competitiva sobre las vetas de carbón más distantes que podían producir coque.
La minería de carbón de la veta de Pittsburgh experimentó un auge después de 1860, cuando la industria siderúrgica, en rápida expansión, adoptó el coque. La producción de la industria siderúrgica floreció a fines del siglo XIX y principios del XX, a medida que aumentaba la demanda de productos de acero. Para satisfacer la demanda correspondiente de coque, las minas de la veta de Pittsburgh aumentaron enormemente su producción, de 4,3 millones de toneladas de carbón en 1880 a un pico de cuarenta millones de toneladas en 1916. La mayor parte del crecimiento de la producción de carbón anterior a 1900 se produjo en el distrito de Connellsville. Sin embargo, la demanda de la industria siderúrgica aumentó tan rápidamente que, en 1900, quedó claro que este distrito no podía satisfacer la demanda por sí solo. Durante los años 1900 y 1910, las compañías mineras explotaron el distrito Lower Connellsville de la veta de Pittsburgh, lo que aumentó en gran medida la producción total. El crecimiento de la minería de la veta de Pittsburgh fue tan masivo y estuvo tan entrelazado con la producción de coque para la industria del hierro y el acero, que el final del siglo XIX y el comienzo del XX han sido llamados la "Edad de Oro del Rey Carbón, la Reina del Coque y la Princesa del Acero".
A partir de la década de 1910, importantes cambios tecnológicos e industriales marcaron el fin de la importancia de la veta de Pittsburgh. Los hornos de coque de subproductos, que producían más coque por tonelada a partir del carbón, reemplazaron a la mayoría de los hornos de coque de colmena entre 1910 y 1940. Los hornos de subproductos utilizaban carbón de menor calidad que el carbón de la veta de Pittsburgh, lo que redujo en gran medida la demanda de carbón de la veta de Pittsburgh. La Gran Depresión también contribuyó significativamente a la disminución de la producción. La producción de la veta de Pittsburgh continuó cayendo después de un aumento repentino de la Segunda Guerra Mundial a medida que las acerías adoptaban combustibles alternativos como el gas natural y el petróleo y mejoraban la eficiencia energética de los hornos de hierro. Otro golpe importante se produjo a fines de la década de 1970 y en la década de 1980, cuando la industria siderúrgica estadounidense cerró muchas acerías en la región de Pittsburgh y en otros lugares. El declive de la minería de carbón en Pittsburgh trajo consigo cambios sociales y económicos a gran escala en el suroeste de Pensilvania: el desempleo aumentó, la región perdió población debido a la emigración, las empresas que dependían de los ingresos de los mineros del carbón cerraron y las bases impositivas de los municipios se redujeron. [25]
A pesar de dos siglos de explotación minera, quedan unos 16.000 millones de toneladas de recursos, y el bloque más grande se encuentra en el sudoeste de Pensilvania y en las zonas adyacentes de Virginia Occidental. Gran parte de los recursos restantes al sur del condado de Marion, en Virginia Occidental, y al oeste de gran parte de Ohio tienen un alto contenido de cenizas y azufre, y no es probable que se exploten en gran escala en el futuro cercano dadas las tendencias económicas actuales. [26]
La veta grande fue descubierta en 1804, en un afloramiento al este de Frostburg, Maryland , [27] pero no fue hasta 1824 que comenzó el envío a pequeña escala a Georgetown . La primera mina fue la mina Neff, más tarde conocida como la mina Eckhart 39°39′4.46″N 78°54′1.59″O / 39.6512389, -78.9004417 . Inicialmente, la minería era estacional, confinada en gran medida al invierno. El carbón se transportaba por tierra a Cumberland, Maryland y luego se cargaba en barcos planos para su envío por el río Potomac durante las inundaciones de primavera. Eckhart Mines, Maryland comenzó como una ciudad empresarial que apoyaba a esta ciudad, y esta mina se fusionó con otras minas posteriores para convertirse en lo que ahora es Consol Energy .
En 1842, el ferrocarril de Baltimore y Ohio llegó a Cumberland, seguido en 1850 por el canal de Chesapeake y Ohio . Estos permitieron una explotación a gran escala. [28] [29]