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La minería de carbón es el proceso de extracción de carbón del suelo o de una mina. El carbón es valorado por su contenido energético y desde la década de 1880 se ha utilizado ampliamente para generar electricidad. Las industrias del acero y del cemento utilizan el carbón como combustible para la extracción de hierro del mineral de hierro y para la producción de cemento. En el Reino Unido y Sudáfrica , una mina de carbón y sus estructuras se denominan minas de carbón , una mina de carbón se denomina "pozo" y las estructuras mineras sobre el suelo se denominan " cabeza de pozo ". En Australia , "mina de carbón" generalmente se refiere a una mina de carbón subterránea.
La minería del carbón ha experimentado muchos avances en los últimos años, desde los primeros tiempos en que los hombres hacían túneles, excavaban y extraían el carbón manualmente en carros hasta las grandes minas a cielo abierto y de tajo largo . La minería a esta escala requiere el uso de dragalinas , camiones, cintas transportadoras , gatos hidráulicos y cizallas.
La industria minera del carbón tiene una larga historia de impactos ambientales negativos significativos en los ecosistemas locales, impactos en la salud de las comunidades locales y los trabajadores, y contribuye en gran medida a las crisis ambientales globales, como la mala calidad del aire y el cambio climático . Por estas razones, el carbón ha sido uno de los primeros combustibles fósiles en eliminarse gradualmente de varias partes de la economía energética mundial . Sin embargo, los principales países productores de carbón, como China , Indonesia, India y Australia , no han alcanzado su pico de producción, y los aumentos de producción sustituyen las caídas en Europa y los Estados Unidos [1] y las minas propuestas en desarrollo. [2] La industria minera del carbón emplea a casi 2,7 millones de trabajadores. [3]
La historia de la minería del carbón se remonta a miles de años atrás, con minas tempranas documentadas en la antigua China, el Imperio Romano y otras economías históricas tempranas. Se volvió importante en la Revolución Industrial de los siglos XIX y XX, cuando se utilizó principalmente para impulsar máquinas de vapor, calentar edificios y generar electricidad. La minería del carbón continúa siendo una actividad económica importante en la actualidad, pero ha comenzado a declinar debido a la fuerte contribución que tiene el carbón al calentamiento global y los problemas ambientales, que resultan en una disminución de la demanda y, en algunas geografías, en el pico de producción de carbón .
En comparación con los combustibles de madera , el carbón produce una mayor cantidad de energía por unidad de masa, energía específica o energía másica, y a menudo se puede obtener en áreas donde la madera no está fácilmente disponible. Aunque se utilizó históricamente como combustible doméstico, el carbón ahora se usa principalmente en la industria, especialmente en la fundición y la producción de aleaciones , así como en la generación de electricidad . La minería de carbón a gran escala se desarrolló durante la Revolución Industrial , y el carbón proporcionó la principal fuente de energía primaria para la industria y el transporte en áreas industriales desde el siglo XVIII hasta la década de 1950. El carbón sigue siendo una fuente de energía importante. [4] El carbón también se extrae hoy en día a gran escala mediante métodos a cielo abierto donde los estratos de carbón golpean la superficie o son relativamente poco profundos. Gran Bretaña desarrolló las principales técnicas de minería subterránea de carbón desde finales del siglo XVIII en adelante, y el progreso posterior fue impulsado por el progreso del siglo XIX y principios del XX. [4] Sin embargo, el petróleo y el gas se utilizaron cada vez más como alternativas a partir de la década de 1860 en adelante.
A finales del siglo XX, el carbón fue reemplazado, en su mayor parte, en el uso doméstico, industrial y de transporte, por petróleo , gas natural o electricidad producida a partir de petróleo, gas, energía nuclear o fuentes de energía renovables . En 2010, el carbón producía más de una cuarta parte de la energía mundial. [5]
Desde 1890, la minería del carbón también ha sido un problema político y social. Los sindicatos de mineros del carbón se volvieron poderosos en muchos países en el siglo XX y, a menudo, los mineros eran líderes de los movimientos de izquierda o socialistas (como en Gran Bretaña, Alemania, Polonia, Japón, Chile, Canadá y los EE. UU.) [6] [7] Desde 1970, las cuestiones ambientales han sido cada vez más importantes, incluida la salud de los mineros, la destrucción del paisaje por las minas a cielo abierto y la remoción de las cimas de las montañas , la contaminación del aire y la contribución de la combustión del carbón al calentamiento global .
Los métodos de extracción de carbón varían dependiendo de si la mina es subterránea o de superficie (también llamada mina a cielo abierto). Además, el espesor de la veta de carbón y la geología son factores en la selección de un método de minería. El método más económico de extracción de carbón para minas de superficie es la pala eléctrica o la línea de arrastre. La forma más económica de minería subterránea es la de pared larga, que implica el uso de dos tambores giratorios con brocas de carburo que corren a lo largo de secciones de la veta de carbón. Muchos carbones extraídos tanto de minas de superficie como subterráneas requieren lavado en una planta de preparación de carbón . La viabilidad técnica y económica se evalúa en función de lo siguiente: condiciones geológicas regionales; características de la sobrecarga ; continuidad, espesor, estructura, calidad y profundidad de la veta de carbón; resistencia de los materiales por encima y por debajo de la veta para las condiciones del techo y el piso; topografía, especialmente altitud y pendiente; clima; propiedad de la tierra en la medida en que afecta la disponibilidad de tierra para la minería y el acceso; patrones de drenaje superficial; condiciones del agua subterránea; disponibilidad de mano de obra y materiales; requisitos del comprador de carbón en términos de tonelaje, calidad y destino; y requisitos de inversión de capital. [8]
La minería a cielo abierto y la minería subterránea profunda son los dos métodos básicos de minería. La elección del método de minería depende principalmente de la profundidad, la densidad, la sobrecarga y el espesor de la veta de carbón; las vetas relativamente cercanas a la superficie, a profundidades inferiores a aproximadamente 55 m (180 pies), suelen ser explotadas a cielo abierto. [ cita requerida ]
El carbón que se encuentra a profundidades de 55 a 90 m (180 a 300 pies) generalmente se extrae a gran profundidad, pero en algunos casos se pueden utilizar técnicas de minería de superficie. Por ejemplo, parte del carbón del oeste de los EE. UU. que se encuentra a profundidades superiores a 60 m (200 pies) se extrae mediante métodos a cielo abierto, debido al espesor de la veta de 20 a 25 metros (60 a 90 pies). Los carbones que se encuentran por debajo de los 90 m (300 pies) generalmente se extraen a gran profundidad. [9] Sin embargo, existen operaciones de minería a cielo abierto que trabajan en vetas de carbón hasta 300 a 460 metros (1000 a 1500 pies) por debajo del nivel del suelo, por ejemplo, Tagebau Hambach en Alemania.
Cuando las vetas de carbón están cerca de la superficie, puede resultar económico extraer el carbón mediante métodos de explotación a cielo abierto , también conocidos como minería a tajo abierto, a cielo abierto, de extracción de cima de montaña o de franjas. La minería de carbón a cielo abierto recupera una mayor proporción del depósito de carbón que los métodos subterráneos, ya que se pueden explotar más vetas de carbón en los estratos . Este equipo puede incluir lo siguiente: Dragalinas que funcionan retirando la sobrecarga, palas mecánicas, camiones grandes en los que se transporta la sobrecarga y el carbón, excavadoras de rueda de cangilones y cintas transportadoras. En este método de minería, primero se utilizan explosivos para romper la superficie o la sobrecarga del área de minería. Luego, la sobrecarga se retira con dragalinas o con pala y camión. Una vez que la veta de carbón está expuesta, se perfora, se fractura y se extrae a fondo en franjas. Luego, el carbón se carga en camiones grandes o cintas transportadoras para su transporte a la planta de preparación de carbón o directamente a donde se utilizará. [10]
La mayoría de las minas a cielo abierto de los Estados Unidos extraen carbón bituminoso . En Canadá, Australia y Sudáfrica, la minería a cielo abierto se utiliza tanto para carbón térmico como metalúrgico . En Nueva Gales del Sur se practica la minería a cielo abierto para carbón térmico y antracita . La minería a cielo abierto representa alrededor del 80 por ciento de la producción en Australia, mientras que en los EE. UU. se utiliza para aproximadamente el 67 por ciento de la producción. A nivel mundial, aproximadamente el 40 por ciento de la producción de carbón implica la minería a cielo abierto. [10]
La minería a cielo abierto expone el carbón mediante la extracción de tierra sobre cada veta de carbón. Esta tierra que se retira se denomina "sobrecarga" y se retira en franjas largas. [11] La sobrecarga de la primera franja se deposita en un área fuera del área de minería planificada y se denomina vertido fuera del pozo. La sobrecarga de las franjas posteriores se deposita en el vacío que queda de la extracción del carbón y la sobrecarga de la franja anterior. Esto se conoce como vertido dentro del pozo. [ cita requerida ]
A menudo es necesario fragmentar la capa de recubrimiento mediante el uso de explosivos. Esto se logra perforando agujeros en la capa de recubrimiento, llenando los agujeros con explosivos y detonando el explosivo. Luego se retira la capa de recubrimiento, utilizando grandes equipos de movimiento de tierra, como dragalinas , palas y camiones, excavadoras y camiones, o ruedas de cangilones y cintas transportadoras. Esta capa de recubrimiento se coloca en la franja previamente minada (y ahora vacía). Cuando se retira toda la capa de recubrimiento, la veta de carbón subyacente quedará expuesta (un "bloque" de carbón). Este bloque de carbón se puede perforar y voladura (si es duro) o cargar de otra manera en camiones o cintas transportadoras para transportarlo a la planta de preparación (o lavado) de carbón. Una vez que esta franja está vacía de carbón, el proceso se repite y se crea una nueva franja junto a ella. Este método es el más adecuado para áreas con terreno plano. [ cita requerida ]
El equipo que se utilice dependerá de las condiciones geológicas. Por ejemplo, para retirar la capa superficial suelta o no consolidada, una excavadora de rueda de cangilones podría ser la más productiva. La vida útil de algunas minas de la zona puede ser superior a 50 años. [12]
El método de extracción de contornos consiste en retirar la sobrecarga de la veta siguiendo los contornos a lo largo de una cresta o alrededor de la ladera. Este método se utiliza con mayor frecuencia en áreas con terreno ondulado o empinado. Antes era común depositar los escombros en el lado de la pendiente descendente del banco así creado, pero este método de eliminación de escombros consumía mucha tierra adicional y creaba graves problemas de deslizamientos y erosión. Para aliviar estos problemas, se idearon diversos métodos para utilizar la sobrecarga recién cortada para rellenar las áreas minadas. Estos métodos de arrastre o movimiento lateral generalmente consisten en un corte inicial con los escombros depositados pendiente abajo o en algún otro sitio y los escombros del segundo corte rellenan el primero. A menudo se deja intencionalmente una cresta de material natural intacto de 15 a 20 pies (5 a 6 m) de ancho en el borde exterior del área minada. Esta barrera agrega estabilidad a la pendiente recuperada al evitar que los escombros se desplomen o se deslicen cuesta abajo. [ cita requerida ]
Las limitaciones de la minería a cielo abierto son tanto económicas como técnicas. Cuando la operación alcanza una tasa de extracción predeterminada (toneladas de material de recubrimiento/toneladas de carbón), no es rentable continuar. Dependiendo del equipo disponible, puede que no sea técnicamente factible superar una cierta altura de pared alta. En este punto, es posible producir más carbón con el método de barrenado en el que las perforadoras espirales perforan túneles en una pared alta lateralmente desde el banco para extraer carbón sin quitar el material de recubrimiento. [ cita requerida ]
La minería de carbón en la cima de las montañas es una práctica minera de superficie que implica la remoción de las cimas de las montañas para exponer vetas de carbón y la eliminación de la sobrecarga minera asociada en "rellenos de valle" adyacentes. Los rellenos de valle se producen en terrenos empinados donde hay alternativas de eliminación limitadas. [13]
La minería de extracción de cimas de montaña combina métodos de minería de área y de franjas de contorno. En áreas con terreno ondulado o empinado con una veta de carbón que se encuentra cerca de la cima de una cresta o colina, se elimina toda la cima en una serie de cortes paralelos. La sobrecarga se deposita en valles y hondonadas cercanas. Este método generalmente deja las crestas y las cimas de las colinas como mesetas aplanadas. [9] El proceso es muy controvertido por los cambios drásticos en la topografía, la práctica de crear rellenos de cabeza de hondonada o rellenar valles con escombros mineros y por cubrir arroyos y alterar los ecosistemas. [14] [15]
Los escombros se colocan en la cabecera de un valle o una hondonada estrecha y empinada. Para preparar el relleno de esta zona, se elimina la vegetación y el suelo y se construye un drenaje de rocas en el medio de la zona que se va a rellenar, donde antes existía un curso de drenaje natural. Cuando se completa el relleno, este drenaje inferior formará un sistema continuo de escorrentía de agua desde el extremo superior del valle hasta el extremo inferior del relleno. Los rellenos típicos de cabecera de hondonada se nivelan y se hacen terrazas para crear pendientes permanentemente estables. [12]
La mayoría de las vetas de carbón se encuentran demasiado profundas bajo tierra para la minería a cielo abierto y requieren minería subterránea, un método que actualmente representa alrededor del 60 por ciento de la producción mundial de carbón. [10] En la minería profunda, el método de cámara y pilar o de tablero y pilar avanza a lo largo de la veta, mientras que los pilares y la madera se dejan en pie para sostener el techo de la mina. Una vez que las minas de cámara y pilar se han desarrollado hasta un punto de parada limitado por la geología, la ventilación o la economía, comúnmente se inicia una versión complementaria de la minería de cámara y pilar, denominada segunda minería o minería de retirada . Los mineros extraen el carbón de los pilares, recuperando así la mayor cantidad posible de carbón de la veta de carbón. Un área de trabajo involucrada en la extracción de pilares se llama sección de pilares. [16]
Las secciones de pilares modernas utilizan equipos controlados a distancia, incluidos grandes soportes móviles hidráulicos para el techo, que pueden evitar derrumbes hasta que los mineros y su equipo hayan abandonado el área de trabajo. Los soportes móviles para el techo son similares a una gran mesa de comedor, pero con gatos hidráulicos en lugar de patas. Una vez que se han extraído los grandes pilares de carbón, las patas del soporte móvil para el techo se acortan y se retira a una zona segura. El techo de la mina normalmente se derrumba una vez que los soportes móviles para el techo abandonan una zona. [ cita requerida ]
Hay seis métodos principales de minería subterránea:
El carbón se extrae comercialmente en más de 50 países. En 2019 se produjeron 7.921 millones de toneladas métricas (Mt) de carbón, un aumento del 70% en los 20 años transcurridos desde 1999. En 2018, la producción mundial de lignito fue de 803,2 Mt, siendo Alemania el mayor productor del mundo con 166,3 Mt. China es probablemente el segundo mayor productor y consumidor de lignito a nivel mundial, aunque no se dispone de datos específicos sobre la producción de lignito. [1] [18]
La producción de carbón ha crecido más rápidamente en Asia, mientras que en Europa ha disminuido. Desde 2011, la producción mundial de carbón se ha mantenido estable, con disminuciones en Europa y Estados Unidos compensadas por aumentos en China, Indonesia y Australia. [19] Los principales países mineros de carbón son:
La producción de energía a partir de la minería del carbón está altamente concentrada en ciertas jurisdicciones, lo que también concentra gran parte de los impactos sociales y económicos de la industria en estas regiones. [21] La industria emplea directamente a más de siete millones de trabajadores en todo el mundo, lo que, a su vez, crea millones de empleos indirectos. [21]
En varias partes del mundo, los productores han alcanzado el pico de producción de carbón a medida que algunas economías abandonan los combustibles fósiles para abordar el cambio climático. Un estudio de 2020 concluyó que era factible crear empleos en energías renovables en estas geografías para reemplazar muchos de los empleos en la minería del carbón como parte de una transición justa ; sin embargo, la energía renovable no era adecuada en algunas de las geografías con altas concentraciones de mineros, como en China, que es de lejos la principal nación minera de carbón. [21]
Los desechos de carbón (también descritos como desechos de carbón, roca, escoria, relaves de carbón, material de desecho, banco de roca, culmo, hueso o pegote [23] ) son el material que queda de la minería de carbón, generalmente como pilas de relaves o vertederos de escombros . Por cada tonelada de carbón duro generado por la minería, quedan 400 kg (880 lb) de material de desecho, que incluye algo de carbón perdido que es parcialmente recuperable económicamente. [24] Los desechos de carbón se distinguen de los subproductos de la quema de carbón, como las cenizas volantes .
Los montones de desechos de carbón pueden tener consecuencias ambientales negativas significativas, incluida la lixiviación de residuos de hierro, manganeso y aluminio en vías fluviales y drenajes ácidos de minas . [25] La escorrentía puede generar contaminación tanto de aguas superficiales como subterráneas. [26] Los montones también crean un peligro de incendio, con el potencial de encenderse espontáneamente. Debido a que la mayoría de los desechos de carbón albergan componentes tóxicos, no es fácil recuperarlos replantándolos con plantas como pastos de playa. [27] [28]
El carbón de antracita residual contiene aproximadamente cuatro veces más mercurio tóxico y más azufre que el carbón común. [23] Culm es el término que se usa para designar el carbón de antracita residual . [23]
El uso de sofisticados equipos de detección para monitorear la calidad del aire es común y ha reemplazado el uso de pequeños animales como los canarios, a menudo denominados " canarios mineros ". [29]
En Estados Unidos, el aumento de la tecnología ha reducido significativamente la fuerza laboral minera. En 2015, las minas de carbón estadounidenses tenían 65.971 empleados, la cifra más baja desde que la EIA comenzó a recopilar datos en 1978. [30] Sin embargo, un estudio de 2016 informó que una inversión relativamente menor permitiría a la mayoría de los trabajadores del carbón volver a capacitarse para la industria de la energía solar. [31]
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La minería del carbón ha sido una actividad muy peligrosa y la lista de desastres históricos relacionados con la minería del carbón es larga. En los EE. UU., 104.895 mineros de carbón murieron en accidentes mineros desde 1900, [32] el 90 por ciento de las muertes ocurrieron en la primera mitad del siglo XX. 3.242 murieron en 1907, el peor año de la historia; en 2020 hubo cinco. [33]
Los peligros de las minas a cielo abierto son principalmente fallas en las paredes de las minas y colisiones de vehículos; los peligros de la minería subterránea incluyen asfixia, envenenamiento por gas, colapso de techos, estallidos de rocas , estallidos y explosiones de gas . [ cita requerida ]
Las explosiones de grisú pueden desencadenar explosiones de polvo de carbón , mucho más peligrosas , que pueden engullir una mina entera. La mayoría de estos riesgos se reducen en gran medida en las minas modernas, y los incidentes con múltiples fatalidades son ahora raros en la mayor parte del mundo desarrollado. La minería de carbón moderna en los EE. UU. tiene un promedio de 23 muertes por año debido a accidentes mineros (2001-2020). [33] [34] Sin embargo, en los países menos desarrollados y algunos países en desarrollo, muchos mineros continúan muriendo anualmente, ya sea por accidentes directos en las minas de carbón o por consecuencias adversas para la salud por trabajar en malas condiciones. China , en particular, tiene el mayor número de muertes relacionadas con la minería de carbón en el mundo, con estadísticas oficiales que afirman que ocurrieron 6.027 muertes en 2004. [35] A modo de comparación, se reportaron 28 muertes en los EE. UU. en el mismo año. [36] La producción de carbón en China es el doble que en los EE. UU., [37] mientras que el número de mineros de carbón es alrededor de 50 veces mayor que el de los EE. UU., lo que hace que las muertes en las minas de carbón en China sean 4 veces más comunes por trabajador (108 veces más comunes por unidad de producción) que en los EE. UU. [ cita requerida ]
En los últimos años, todavía se han producido desastres mineros en los EE. UU. [38] Los ejemplos incluyen el desastre de la mina Sago de 2006 y el accidente minero de 2007 en la mina Crandall Canyon de Utah , donde nueve mineros murieron y seis quedaron sepultados. [39] En la década de 2005 a 2014, las muertes en la minería de carbón de EE. UU. promediaron 28 por año. [40] La mayor cantidad de muertes durante la década de 2005 a 2014 fueron 48 en 2010, el año del desastre de la mina Upper Big Branch en Virginia Occidental, que mató a 29 mineros. [41]
Las enfermedades pulmonares crónicas , como la neumoconiosis (pulmón negro), eran comunes en el pasado entre los mineros, lo que reducía la expectativa de vida . En algunos países mineros, el pulmón negro sigue siendo común: en los Estados Unidos se producen 4000 casos nuevos de pulmón negro cada año (el 4 por ciento de los trabajadores al año) y 10 000 casos nuevos cada año en China (el 0,2 por ciento de los trabajadores). [42] El uso de rociadores de agua en los equipos de minería reduce el riesgo para los pulmones de los mineros. [43]
Las acumulaciones de un gas peligroso se conocen como humedades, posiblemente de la palabra alemana Dampf que significa vapor:
El ruido también es un factor que contribuye a los posibles efectos adversos sobre la salud de los mineros del carbón. La exposición a un ruido excesivo puede provocar pérdida de audición inducida por el ruido . La pérdida de audición que se desarrolla como resultado de exposiciones ocupacionales se denomina pérdida de audición ocupacional . Para proteger la audición de los mineros, las directrices de la Administración de Seguridad y Salud en las Minas (MSHA) de los EE. UU. para el ruido establecen un límite de exposición permisible (PEL) para el ruido de 90 dBA ponderado en el tiempo durante 8 horas. Se establece un límite inferior, 85 dBA, para que un trabajador caiga en el nivel de acción de la MSHA que dicta que los trabajadores deben incluirse en programas de conservación de la audición. [ cita requerida ]
La exposición al ruido varía según el método de extracción. Por ejemplo, un estudio ha descubierto que, entre las operaciones de minas de carbón a cielo abierto, los equipos de dragalina producían el sonido más alto, con un rango de 88 a 112 dBA. [45] En las secciones de tajo largo, las cargadoras de etapas utilizadas para transportar carbón desde el frente de la mina y las cizallas utilizadas para la extracción representan algunas de las exposiciones al ruido más altas. Los ventiladores auxiliares (hasta 120 dBA), las máquinas de minería continua (hasta 109 dBA) y las empernadoras de techos (hasta 103 dBA) representan algunos de los equipos más ruidosos en las secciones de minería continua. [46] La exposición a ruidos superiores a 90 dBA puede provocar efectos adversos en la audición de los trabajadores. Se puede utilizar el uso de controles administrativos y de ingeniería para reducir la exposición al ruido. [ cita requerida ]
Las mejoras en los métodos de minería (por ejemplo, la minería de tajo largo), el control de gases peligrosos (como lámparas de seguridad o monitores electrónicos de gas más modernos), el drenaje de gases, el equipo eléctrico y la ventilación han reducido muchos de los riesgos de caídas de rocas, explosiones y calidad del aire insalubre. Los gases liberados durante el proceso de minería se pueden recuperar para generar electricidad y mejorar la seguridad de los trabajadores con motores de gas . [47] Otra innovación en los últimos años es el uso de respiradores de escape de circuito cerrado , respiradores que contienen oxígeno para situaciones en las que la ventilación de la mina se ve comprometida. [48] Los análisis estadísticos realizados por la Administración de Seguridad y Salud Minera (MSHA) del Departamento de Trabajo de los EE. UU. muestran que entre 1990 y 2004, la industria redujo la tasa de lesiones en más de la mitad y las muertes en dos tercios. Pero según la Oficina de Estadísticas Laborales , incluso en 2006, la minería siguió siendo la segunda ocupación más peligrosa en Estados Unidos, cuando se mide por la tasa de mortalidad . [49] [ Verificación necesaria ] Sin embargo, estas cifras incluyen todas las actividades mineras, y la minería de petróleo y gas contribuye a la mayoría de las muertes. La minería de carbón resultó en 47 muertes ese año. [49] Sin embargo, un estudio ha sugerido que los riesgos de la minería moderna son ahora más acumulativos y los trabajadores enfrentan impactos a largo plazo en la salud, como la falta de sueño, que se acumulan con el tiempo. [50]
La minería a cielo abierto altera gravemente el paisaje, lo que reduce el valor del entorno natural de las tierras circundantes. [51] La superficie terrestre se dedica a las actividades mineras hasta que se pueda remodelar y recuperar. Si se permite la minería, las poblaciones humanas residentes deben reasentarse fuera del sitio de la mina; se interrumpen las actividades económicas, como la agricultura o la caza y la recolección de alimentos y plantas medicinales. Lo que sucede con la superficie terrestre después de la minería está determinado por la forma en que se lleva a cabo la minería. Por lo general, la recuperación de tierras perturbadas a una condición de uso de la tierra no es igual al uso original. Los usos de la tierra existentes (como el pastoreo de ganado, la producción de cultivos y madera) se eliminan temporalmente en las áreas mineras. Las áreas de alto valor y uso intensivo de la tierra, como los sistemas urbanos y de transporte, no suelen verse afectadas por las operaciones mineras. Si los valores minerales son suficientes, estas mejoras pueden trasladarse a una zona adyacente.
La minería a cielo abierto elimina la vegetación existente, destruye el perfil genético del suelo, desplaza o destruye la vida silvestre y el hábitat, altera los usos actuales de la tierra y, en cierta medida, cambia permanentemente la topografía general del área minada. [52] En una mina a cielo abierto de carbón pueden ocurrir impactos adversos sobre características geológicas de interés humano. Las características geomorfológicas y geofísicas y los recursos paisajísticos excepcionales pueden ser sacrificados por la minería indiscriminada. Los valores paleontológicos, culturales y otros valores históricos pueden estar en peligro debido a las actividades disruptivas de voladura, desgarramiento y excavación de carbón. El desmonte de la sobrecarga elimina y destruye características arqueológicas e históricas, a menos que se eliminen de antemano. [53] [54]
La eliminación de la cubierta vegetal y las actividades asociadas con la construcción de caminos de acarreo, el acopio de tierra vegetal, el desplazamiento de la capa superficial y el acarreo de tierra y carbón aumentan la cantidad de polvo en torno a las operaciones mineras. El polvo degrada la calidad del aire en el área inmediata, tiene un impacto adverso en la vida vegetal y constituye un peligro para la salud y la seguridad de los trabajadores de la mina y los residentes cercanos. [53] [54]
La minería a cielo abierto altera prácticamente todos los elementos estéticos del paisaje. La alteración de las formas del terreno a menudo impone configuraciones desconocidas y discontinuas. Aparecen nuevos patrones lineales a medida que se extrae material y se forman pilas de desechos. Se exponen diferentes colores y texturas a medida que se retira la cubierta vegetal y se vierte la sobrecarga a los lados. Se crean polvo, vibración y olores de escape de diésel (que afectan la vista, el sonido y el olfato). Los residentes de las comunidades locales a menudo encuentran estos impactos perturbadores o desagradables. En el caso de la remoción de la cima de las montañas , se quitan las cimas de las montañas o colinas para exponer gruesas vetas de carbón debajo. El suelo y la roca removidos se depositan en valles, huecos y depresiones cercanas, lo que resulta en vías fluviales bloqueadas (y contaminadas). [53] [54]
La remoción de la capa de tierra y roca que cubre el yacimiento de carbón puede provocar el enterramiento y la pérdida de la capa superficial del suelo, dejar al descubierto el material original y crear grandes tierras baldías infértiles. La alteración del suelo y la compactación asociada dan lugar a condiciones que favorecen la erosión. La remoción de suelo de la zona que se va a explotar a cielo abierto altera o destruye muchas características naturales del suelo y reduce su biodiversidad y productividad para la agricultura. La estructura del suelo puede verse alterada por la pulverización o la descomposición de los agregados. [53]
En respuesta a los efectos negativos de la minería de carbón sobre la tierra y la abundancia de minas abandonadas en los EE. UU., el gobierno federal promulgó la Ley de Control y Recuperación de la Minería a Cielo Abierto de 1977 , que exige planes de recuperación para los futuros sitios de extracción de carbón. Estos planes deben ser aprobados por las autoridades federales o estatales antes de que comience la minería. [52]
Los 10 principales productores de carbón duro y pardo en 2012 fueron (en millones de toneladas métricas): China 3.621, Estados Unidos 922, India 629, Australia 432, Indonesia 410, Rusia 351, Sudáfrica 261, Alemania 196, Polonia 144 y Kazajstán 122. [55] [56]
El carbón se extrae en todos los estados de Australia, pero principalmente en Queensland, Nueva Gales del Sur y Victoria. Se utiliza principalmente para generar electricidad y el 75% de la producción anual de carbón se exporta, sobre todo al este de Asia.
En 2007, se extrajeron 428 millones de toneladas de carbón en Australia. [57] En 2007, el carbón proporcionó aproximadamente el 85% de la producción de electricidad de Australia. [58] En el año fiscal 2008/09, se extrajeron 487 millones de toneladas de carbón y se exportaron 261 millones de toneladas. [59] En el año fiscal 2013/14, se extrajeron 430,9 millones de toneladas de carbón y se exportaron 375,1 millones de toneladas. [60] En 2013/14, el carbón proporcionó aproximadamente el 69% de la producción de electricidad de Australia. [61]
En 2013, Australia fue el quinto mayor productor de carbón del mundo, después de China, Estados Unidos, India e Indonesia. Sin embargo, en términos de proporción de producción exportada, Australia es el segundo mayor exportador de carbón del mundo, ya que exporta aproximadamente el 73% de su producción de carbón. Indonesia exporta alrededor del 87% de su producción de carbón. [61]
Un tribunal de Australia ha citado el cambio climático al dictar sentencia contra la construcción de una nueva mina de carbón. [62]
En 2010, Canadá ocupó el puesto 15.º de los países productores de carbón del mundo, con una producción total de 67,9 millones de toneladas. Las reservas de carbón de Canadá , las 12.ª más grandes del mundo, se encuentran en gran parte en la provincia de Alberta . [63]
Las primeras minas de carbón de América del Norte se encontraban en Joggins y Port Morien , Nueva Escocia , y fueron explotadas por colonos franceses a partir de finales del siglo XVII. El carbón se utilizó para la guarnición británica en Annapolis Royal y en la construcción de la fortaleza de Louisbourg . [ cita requerida ]
En comparación con otros países sudamericanos, Chile tiene recursos de carbón limitados. Sólo Argentina es igualmente pobre. [64] El carbón en Chile es en su mayoría subbituminoso , con excepción de los carbones bituminosos de la Cuenca de Arauco en el centro de Chile. [65]
China es, con diferencia, el mayor productor de carbón del mundo, con una producción de más de 2.800 millones de toneladas de carbón en 2007, o aproximadamente el 39,8 por ciento de todo el carbón producido en el mundo durante ese año. [57] A modo de comparación, el segundo mayor productor, Estados Unidos, produjo más de 1.100 millones de toneladas en 2007. Se estima que 5 millones de personas trabajan en la industria minera del carbón de China. Hasta 20.000 mineros mueren en accidentes cada año. [66] La mayoría de las minas chinas se encuentran a gran profundidad bajo tierra y no producen la disrupción superficial típica de las minas a cielo abierto. Aunque hay alguna evidencia de recuperación de tierras minadas para su uso como parques, China no requiere una recuperación extensa y está creando importantes extensiones de tierras minadas abandonadas , que no son adecuadas para la agricultura u otros usos humanos, e inhóspitas para la fauna autóctona. Las minas subterráneas chinas a menudo experimentan graves hundimientos de la superficie (de 6 a 12 metros), lo que afecta negativamente a las tierras de cultivo porque ya no drenan bien. China utiliza algunas zonas de subsidencia para estanques de acuicultura , pero tiene más de lo que necesita para ese fin. La recuperación de terrenos subsidenciados es un problema importante en China. Como la mayor parte del carbón chino se destina al consumo doméstico y se quema con poco o ningún equipo de control de la contaminación del aire , contribuye en gran medida a la aparición de humo visible y a la grave contaminación del aire en las zonas industriales que utilizan carbón como combustible. El 67% de la energía total de China proviene de minas de carbón. [ cita requerida ]
Algunas de las mayores reservas de carbón del mundo se encuentran en América del Sur, y la mina a cielo abierto de Cerrejón , en Colombia, es una de las minas a cielo abierto más grandes del mundo . La producción de la mina en 2004 fue de 24,9 millones de toneladas (en comparación con la producción mundial total de carbón duro de 4.600 millones de toneladas). Cerrejón contribuyó con aproximadamente la mitad de las exportaciones de carbón de Colombia, de 52 millones de toneladas ese año, con lo que Colombia ocupó el sexto lugar entre los principales países exportadores de carbón. La empresa planeaba ampliar la producción a 32 millones de toneladas para 2008. La empresa tiene su propio ferrocarril de ancho estándar de 150 km, que conecta la mina con su terminal de carga de carbón en Puerto Bolívar, en la costa caribeña. Hay dos trenes unitarios de 120 vagones, cada uno de los cuales transporta 12.000 toneladas de carbón por viaje. El tiempo de ida y vuelta de cada tren, incluida la carga y descarga, es de aproximadamente 12 horas. Las instalaciones de carbón del puerto tienen capacidad para cargar 4.800 toneladas por hora en buques de hasta 175.000 toneladas de peso muerto. La mina, el ferrocarril y el puerto funcionan las 24 horas del día. Cerrejón emplea directamente a 4.600 trabajadores, y otros 3.800 son empleados por contratistas. Las reservas de Cerrejón son carbón bituminoso con bajo contenido de azufre y cenizas. El carbón se utiliza principalmente para la generación de energía eléctrica, aunque también se utiliza en la fabricación de acero . Las reservas explotables a cielo abierto para el contrato actual son de 330 millones de toneladas. Sin embargo, las reservas probadas totales a una profundidad de 300 metros son de 3.000 millones de toneladas. [ cita requerida ]
La expansión de la mina Cerrejón ha sido señalada como la causa del desplazamiento forzado de comunidades locales. [67] [68]
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Alemania tiene una larga historia de minería de carbón, que se remonta a la Edad Media . La minería de carbón aumentó considerablemente durante la Revolución Industrial y las décadas siguientes. Las principales áreas mineras estaban alrededor de Aquisgrán y la región del Ruhr , junto con muchas áreas más pequeñas en otras partes de Alemania, y hasta 1945 también en la Alta Silesia , mientras que el Sarre estuvo repetidamente bajo control francés. Estas áreas crecieron y fueron moldeadas por la minería de carbón y el procesamiento del carbón, y esto todavía es visible incluso después del final de la minería de carbón. [69] [70]
La minería de carbón alcanzó su apogeo en la primera mitad del siglo XX. Después de 1950, los productores de carbón comenzaron a tener dificultades económicas. En 1975 se introdujo una subvención ( Kohlepfennig , un penique de carbón que formaba parte de la factura de la electricidad), que se interrumpió en la década de 1990. En 2007, debido a las regulaciones de la UE, el Bundestag decidió poner fin a las subvenciones en 2018. Como consecuencia, RAG AG , el propietario de las dos minas de carbón restantes en Alemania, Prosper Haniel e Ibbenbüren, anunció que cerraría todas las minas en 2018, poniendo así fin a la minería subterránea de carbón en Alemania.
La extracción de lignito a cielo abierto para producir electricidad continúa en Renania del Norte-Westfalia y en los estados orientales de Brandeburgo, Sajonia y Sajonia-Anhalt.
El lignito se extrae en Grecia desde 1873 y hoy en día suministra aproximadamente el 75% de la energía del país. Las principales zonas de extracción se encuentran en Macedonia Occidental ( Ptolemaida ) y el Peloponeso ( Megalópolis ). [71]
La minería de carbón en la India tiene una larga historia de explotación comercial que comenzó en 1774 con John Sumner y Suetonius Grant Heatly de la Compañía de las Indias Orientales en el yacimiento de carbón de Raniganj a lo largo de la orilla occidental del río Damodar . La demanda de carbón se mantuvo baja hasta la introducción de las locomotoras de vapor en 1853. Después de esto, la producción aumentó a un promedio anual de 1 Mt y la India produjo 6,12 Mt por año en 1900 y 18 Mt por año en 1920, tras el aumento de la demanda en la Primera Guerra Mundial, pero sufrió una caída a principios de los años treinta. La producción alcanzó un nivel de 29 Mt en 1942 y 30 Mt en 1946. Después de la independencia, el país se embarcó en planes de desarrollo de cinco años. A principios del Primer Plan, la producción anual aumentó a 33 Mt. Durante el período del Primer Plan, se sintió la necesidad de aumentar la producción de carbón de manera eficiente mediante el desarrollo sistemático y científico de la industria del carbón. La creación en 1956 de la National Coal Development Corporation (NCDC), una iniciativa del Gobierno de la India, cuyo núcleo eran las minas de carbón propiedad de los ferrocarriles, fue el primer paso importante hacia el desarrollo planificado de la industria del carbón de la India. Junto con la Singareni Collieries Company Ltd. (SCCL), que ya estaba en funcionamiento desde 1945 y que se convirtió en una empresa estatal bajo el control del Gobierno de Andhra Pradesh en 1956, la India contaba así con dos empresas estatales de carbón en los años cincuenta. En la actualidad, la SCCL es una iniciativa conjunta del Gobierno de Telangana y el Gobierno de la India. [ cita requerida ]
Los yacimientos de carbón japonés más ricos se han descubierto en Hokkaido y Kyushu .
Japón tiene una larga historia de minería de carbón que se remonta a la Edad Media japonesa . Se dice que el carbón fue descubierto por primera vez en 1469 por una pareja de agricultores cerca de Ōmuta , en el centro de Kyushu. [72] En 1478, los agricultores descubrieron piedras ardiendo en el norte de la isla, lo que llevó a la explotación del yacimiento de carbón de Chikuhõ. [73]
Tras la industrialización japonesa, se descubrieron yacimientos de carbón adicionales en el norte de Japón. Una de las primeras minas de Hokkaido fue la mina de carbón Hokutan Horonai . [74]
En Polonia, el carbón se extrae en parte y en parte se importa. En 2012 se extrajeron 144 millones de toneladas métricas de carbón, lo que supone el 55 por ciento del consumo de energía primaria del país. Polonia es el segundo mayor país minero de carbón de Europa, después de Alemania , y el noveno mayor productor de carbón del mundo. El país consume casi todo el carbón que extrae y ya no es un importante exportador de carbón. [82]
Las minas de carbón se concentran principalmente en la Alta Silesia . Las minas más rentables fueron la mina de carbón de Marcel y la mina de carbón de Zofiówka . En la época comunista (1945-1989) una de las minas más importantes y grandes fue la mina de carbón de 1 Maja .
En 2020, el carbón desempeñó un papel importante en la combinación energética de Polonia , ya que representó el 69,5 % de la producción energética del país y el 68,5 % de su generación de electricidad . Representó el 40,2 % del suministro total de energía (TES). La mayor parte del consumo de carbón se destinó a la generación de electricidad y calor, representando el 75,6 % de la demanda total. Le siguió el sector industrial, que utilizó el 14,5 %, y los edificios fueron responsables del 9,9 % del uso de carbón. [83]
En 2023, más del 60% de la electricidad de Polonia se generaría a partir de carbón. [84] Sin embargo, la extracción es cada vez más difícil y costosa, y se ha vuelto poco competitiva frente a las importaciones rusas , que son más baratas y de mayor calidad. [85] La industria ahora depende de los subsidios gubernamentales, que se llevan casi la totalidad de los 1.600 millones de euros anuales de apoyo gubernamental al sector energético. En septiembre de 2020, el gobierno y el sindicato minero acordaron un plan para eliminar gradualmente el carbón para 2049, [86] pero los ambientalistas lo han criticado por ser demasiado tarde para ser compatible con el Acuerdo de París para limitar el cambio climático . [87]
A principios de 2022, Polonia importó aproximadamente una quinta parte de su carbón, y el 75% de estas importaciones procedían de Rusia. [88] A fines de marzo de 2022, el gobierno de Polonia anunció que prohibiría las importaciones de carbón ruso debido a la invasión rusa de Ucrania en 2022 , y que las importaciones desde Rusia cesarían por completo en abril o mayo de 2022. [89] [90] La efectividad de esta decisión ha sido cuestionada ya que cualquier prohibición comercial probablemente contravendría las reglas de la Unión Europea ( UE ) porque la gran mayoría del carbón ruso es importado por empresas privadas. [91] El gobierno polaco no ha esbozado planes sobre cómo reemplazará las importaciones rusas (que se situaron en 8,3 millones de toneladas o alrededor del 66% de todo el carbón importado a Polonia en 2021 [91] ) o lidiará con la reducción del suministro de carbón. El Ministerio de Energía de Rusia expresó dudas de que Polonia pudiera reemplazar rápidamente el carbón ruso. [92]Rusia se clasificó como el quinto mayor país productor de carbón en 2010, con una producción total de 316,9 Mt. Rusia tiene las segundas reservas de carbón más grandes del mundo. [93] Aunque las exportaciones rusas de petróleo y gas reciben mucha más atención, Rusia es el tercer mayor exportador de carbón del mundo y estas exportaciones son una fuente importante de ingresos extranjeros y son importantes para las comunidades mineras de carbón. [94] Rusia y Noruega comparten los recursos de carbón del archipiélago ártico de Svalbard , bajo el Tratado de Svalbard . [ cita requerida ]
En 2010, España ocupó el puesto 30 entre los países productores de carbón del mundo. Los mineros de carbón de España participaron activamente en la Guerra Civil Española en el bando republicano . En octubre de 1934, en Asturias , los mineros sindicalistas y otros sufrieron un asedio de quince días en Oviedo y Gijón. Existe un museo dedicado a la minería del carbón en la región de Cataluña , llamado Museo de la Mina de Cercs . [ cita requerida ]
En octubre de 2018, el gobierno de Sánchez y los sindicatos españoles llegaron a un acuerdo para cerrar diez minas de carbón españolas a finales de 2018. El gobierno se comprometió de antemano a gastar 250 millones de euros para pagar jubilaciones anticipadas, reconversión laboral y cambios estructurales. En 2018, aproximadamente el 2,3 por ciento de la energía eléctrica producida en España se produjo en centrales eléctricas que queman carbón . [95]
Sudáfrica es uno de los diez mayores países productores de carbón [96] [97] y el cuarto mayor país exportador de carbón [98] del mundo.
En Taiwán , el carbón se distribuye principalmente en la zona norte. Todos los depósitos de carbón comerciales se encontraban en tres formaciones carboníferas del Mioceno , que son las formaciones carboníferas superior, media e inferior. La forma más importante fue la de las formaciones carboníferas medias, con su amplia distribución, gran número de yacimientos de carbón y amplias reservas potenciales. Taiwán tiene reservas de carbón estimadas en 100-180 Mt. Sin embargo, la producción de carbón había sido pequeña, alcanzando 6.948 toneladas métricas por mes en 4 pozos antes de que cesara la producción de manera efectiva en 2000. [99]
La mina de carbón abandonada en el distrito de Pingxi , Nueva Taipei , se ha convertido ahora en el Museo de la Mina de Carbón de Taiwán . [100]
En 2012, la producción de carbón en Ucrania ascendió a 85,946 millones de toneladas, un 4,8% más que en 2011. [113] El consumo de carbón ese mismo año aumentó a 61,207 millones de toneladas, un 6,2% más en comparación con 2011. [113]
Más del 90 por ciento de la producción de carbón de Ucrania proviene de la cuenca del Donets . [114] La industria del carbón del país emplea a unas 500.000 personas. [115] Las minas de carbón ucranianas están entre las más peligrosas del mundo y los accidentes son habituales. [116] Además, el país está plagado de minas ilegales extremadamente peligrosas . [117]
La minería de carbón en el Reino Unido se remonta a la época romana y se desarrolló en muchas partes diferentes del país. Las cuencas mineras de Gran Bretaña están asociadas con Northumberland y Durham , Gales del Norte y del Sur , Yorkshire , el Cinturón Central Escocés , Lancashire , Cumbria , las Midlands del Este y del Oeste y Kent . Después de 1972, la minería de carbón colapsó rápidamente y prácticamente había desaparecido en el siglo XXI. [118] El consumo de carbón, principalmente para electricidad, cayó de 157 millones de toneladas en 1970 a sólo 587.000 toneladas en 2023. [119] El empleo en las minas de carbón cayó de un máximo de 1.191.000 en 1920 a 695.000 en 1956, 247.000 en 1976, 44.000 en 1993, 2.000 en 2015 y a 360 en 2022. [120]
Casi todos los recursos de carbón terrestres del Reino Unido se encuentran en rocas del período Carbonífero , algunas de las cuales se extienden bajo el Mar del Norte. El carbón bituminoso está presente en la mayoría de los yacimientos de carbón de Gran Bretaña y está compuesto de un 86% a un 88% de carbono. En Irlanda del Norte , hay grandes depósitos de lignito , que es menos denso en energía en función de la oxidación (combustión) a temperaturas de combustión normales. [121] Según Euracoal, el Reino Unido tiene 3.560 millones de toneladas de recursos de carbón duro identificados y se estima que el total de recursos de carbón restantes puede llegar a los 187.000 millones de toneladas. [122]
En 2020, la mina de carbón profunda propuesta de Whitehaven obtuvo el permiso de planificación, pero no se han iniciado las obras, hay desafíos legales en curso y no hay licencia vigente para la minería en el fondo marino de la Organización de Gestión Marina .
El carbón comenzó a extraerse en los Estados Unidos a principios del siglo XVIII, y la minería comercial comenzó alrededor de 1730 en Midlothian, Virginia . [123] La participación de los Estados Unidos en la producción mundial de carbón se mantuvo estable en alrededor del 20 por ciento desde 1980 hasta 2005, en alrededor de mil millones de toneladas cortas por año. Estados Unidos fue clasificado como el segundo país con mayor producción de carbón del mundo en 2010, y posee las mayores reservas de carbón del mundo. En 2008, el entonces presidente George W. Bush declaró que el carbón era la fuente más confiable de electricidad. [124]
En 2011, el expresidente estadounidense Barack Obama dijo que Estados Unidos debería depender más de fuentes de energía más limpias que emitan menos o nada de contaminación por dióxido de carbono . [125] Durante un tiempo, mientras el consumo interno de carbón para energía eléctrica estaba siendo reemplazado por el gas natural, las exportaciones crecieron. [126] Las exportaciones netas de carbón de Estados Unidos se multiplicaron por nueve entre 2006 y 2012, alcanzaron un máximo de 117 millones de toneladas cortas en 2012, y luego disminuyeron a 63 millones de toneladas en 2015. En 2015, el 60% de las exportaciones netas de Estados Unidos se destinaron a Europa y el 27% a Asia. La producción de carbón de Estados Unidos proviene cada vez más de minas a cielo abierto en el oeste de Estados Unidos, como las de la cuenca del río Powder en Wyoming y Montana . [11] [127]
El carbón ha estado bajo una presión continua de precios del gas natural y la energía renovable , lo que ha resultado en una rápida disminución del carbón en los EE. UU. y varias quiebras notables, incluida Peabody Energy . El 13 de abril de 2016, la empresa informó que sus ingresos se habían reducido en un 17 por ciento a medida que caían los precios del carbón y que había perdido dos mil millones de dólares el año anterior. [128] Luego presentó una quiebra del Capítulo 11 el 13 de abril de 2016. [128] Harvard Business Review abordó la capacitación de los trabajadores del carbón para el empleo solar fotovoltaico debido al rápido aumento de los empleos solares en los EE. UU. [129] Un estudio de 2016 indicó que esto era técnicamente posible y representaría solo el 5% de los ingresos industriales de un solo año para brindarles a los trabajadores del carbón seguridad laboral en la industria energética en su conjunto. [31]
Donald Trump prometió recuperar los empleos en el sector del carbón durante las elecciones presidenciales de Estados Unidos de 2016 y, como presidente, anunció planes para reducir la protección ambiental, en particular mediante la derogación del Plan de Energía Limpia (CPP). Sin embargo, los observadores de la industria han advertido que esto podría no conducir a un auge en los empleos mineros [130].
Una proyección de 2019 de la Administración de Información Energética estimó que la producción de carbón sin CPP disminuiría en las próximas décadas a un ritmo más rápido que el indicado en la proyección de 2017 de la agencia, que había asumido que el CPP estaba en vigor. [131]
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link){{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)Al final de un invierno en el que el 40% de nuestras necesidades energéticas se cubrían con carbón (la mayor parte importado), presenciamos la conmovedora ceremonia de clausura.
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