La veta de carbón de Pittsburgh es el lecho de carbón más grueso y extenso de la cuenca de los Apalaches; [1] por lo tanto, es el yacimiento de carbón económicamente más importante en el este de los Estados Unidos . El lecho de carbón del Grupo Monongahela en la Alta Pensilvania de Pittsburgh es extenso y continuo, y se extiende a lo largo de 11.000 millas cuadradas 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 lleva el nombre de 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 la Grupo Monongahela. [6] La primera referencia al lecho de carbón de Pittsburgh, nombrado por HD Rodgers del Primer Servicio Geológico de Pensilvania, [7] estaba en un mapa de 1751. [8]
La sección de la veta de Pittsburgh debajo del 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 de Deer Park), el anticlinal de Negro Mountain , el anticlinal de Laurel Hill y el anticlinal de Chestnut Ridge . Entre estos anticlinales, los estratos que contienen el carbón de Pittsburgh han sido casi destruidos 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 lechos de carbón explotables que se depositaron a lo largo de las eras de Pensilvania ( Carbonífero tardío ) y Pérmico (330-265 millones de años) en una cuenca de antepaís que se hundió y que se rellenó con sedimentos erosionados de una antigua masa de tierra ubicada al este. [11] El Grupo Monongahela y otras cuencas de los Apalaches del norte y centro (fig. 1) Los sedimentos de Pensilvania se depositaron en una llanura costera en gradiente y progradación dentro de una cuenca de antepaís adyacente al cinturón plegado y corrido de Alleghan. [12]
El lecho de carbón de Pittsburgh se formó durante una pausa en la deposición clástica activa que permitió el desarrollo de una enorme turbera. El depósito de turba, de gran espesor, estaba destinado a convertirse en uno de los recursos energéticos más valiosos del mundo. La distribución de algunos de los sedimentos, particularmente las arenas del canal, puede haber sido controlada en parte por profundas fallas de basamento del Cámbrico temprano que se reactivaron durante la orogenia de Alleghany (Root y Hoskins, 1977; Root, 1995).
Partes importantes de la capa de arcilla inmediatamente debajo del carbón de Pittsburgh descansan sobre una discordancia , es decir, una vieja 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 Lower Barer Measures 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, el terreno se inundaba, permitiendo la acumulación de depósitos marinos como esquistos , calizas y areniscas . Cuando bajó el nivel del mar, se formó carbón a partir de los restos del pantano. Algunos de los yacimientos de carbón del grupo Monongahela son erráticos, a veces poco más que una raya negra en la roca, mientras que otros son de importancia comercial. [15]
La veta de carbón de Pittsburgh es extensa lateralmente. Ocurre comúnmente en el suroeste de Pensilvania en dos bancos, y el banco inferior puede tener más de seis pies de espesor. [16] El lecho de carbón de Pittsburgh, que se superpone al banco inferior, puede tener un espesor de 0 a 3 pies.
En 1760, el capitán Thomas Hutchins visitó Fort Pitt e informó que había una mina en Coal Hill, el nombre original dado al Monte Washington al otro lado del río Monongahela desde el fuerte. El carbón se extrajo de las entradas de las minas a la deriva en 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 vertió en trincheras excavadas en la ladera, se hizo rodar hasta la orilla del río y se transportó en canoas y barcos hasta la guarnición militar. Hacia 1765 se produjo un incendio en esta mina, que continuó ardiendo durante años, provocando el colapso de parte de la ladera del cerro. 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 ladera del Monte Washington por 300 brazas (1800 pies), centradas al otro lado de Monongahela desde Wood Street. 40°25′55.74″N 80°0′24.08″O / 40.4321500°N 80.0066889°W / 40.4321500; -80.0066889 [17] En 1814, había al menos 40 minas de carbón en la región de Pittsburgh, explotadas desde túneles en la cara de la veta de carbón utilizando métodos de sala y pilar . [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: alrededor de 250.000 bushels (aproximadamente 400 toneladas cortas) de carbón se consumían diariamente 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 bushel de carbón costaba 0,06 dólares, entregados. 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 durante finales del siglo XIX y principios del XX. [23] El carbón de la veta de Pittsburgh era ideal para producir coque , particularmente para los altos hornos de hierro. Fomentó el desarrollo de gran parte del suroeste de Pensilvania, particularmente una sección de la veta de Pittsburgh conocida como el distrito de Connellsville.
La explotación del carbón de la veta de Pittsburgh comenzó lentamente. Inicialmente, 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 acerías locales. Para producir coque, el carbón se quema en condiciones controladas para eliminar la materia volátil (gases expulsados cuando se quema el carbón), dejando el carbono y las cenizas del carbón fusionados en forma de coque. [24] Fabricaban coque en "montículos" cubiertos de césped, en los que el carbón ardía lentamente y sin oxígeno para eliminar las impurezas. La adopción de hornos de coque de colmena en la década de 1830 impulsó el uso de carbón de 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 carbón de más alta calidad que se encontraba en el distrito de Connellsville, era el mejor carbón de Estados Unidos para producir coque. Cuando se convertía en coque, era lo suficientemente fuerte como para soportar el peso del mineral de hierro que se amontonaba con coque dentro de los hornos de hierro. Tiene una alta proporción de carbono, que acelera la combustión, y una baja proporción de impurezas, entre ellas cenizas y humedad, que retarda la combustión. El carbón de Pittsburgh también tiene una baja proporción de azufre, que es fundamental para producir 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 ser transportado por agua o ferrocarril a los hornos de hierro, y la proximidad de la veta de Pittsburgh a los hornos de hierro le dio al lecho otra ventaja competitiva sobre las vetas de carbón más distantes que podían producir coque.
La extracción de carbón de la veta de Pittsburgh experimentó un auge después de 1860, cuando la industria del hierro y el acero, en rápida expansión, adoptó el coque. La producción de la industria del hierro y el acero floreció a finales del siglo XIX y principios del XX a medida que aumentaba la demanda de productos de acero. Para satisfacer la correspondiente demanda de coque, las minas de veta de Pittsburgh aumentaron enormemente su producción de 4,3 millones de toneladas de carbón en 1880 a un máximo 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 las décadas de 1900 y 1910, las empresas mineras explotaron el distrito de Lower Connellsville de la veta de Pittsburgh, aumentando enormemente la producción total. El crecimiento de la minería en la veta de Pittsburgh fue tan masivo y tan entrelazado con la producción de coque para la industria del hierro y el acero, que finales del siglo XIX y principios del XX han sido llamados la "Edad de Oro de King Coal, Queen Coke y Princess Steel".
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 subproducto, que producían más coque por tonelada de carbón, reemplazaron a la mayoría de los hornos de coque de colmena entre 1910 y 1940. Los hornos de subproducto utilizaban carbón de menor calidad que el carbón de veta de Pittsburgh, lo que redujo en gran medida la demanda de carbón de veta de Pittsburgh. La Gran Depresión también contribuyó significativamente a la caída de la producción. La producción de la veta de Pittsburgh siguió cayendo después de un aumento repentino de la Segunda Guerra Mundial cuando las acerías adoptaron combustibles alternativos como el gas natural y el petróleo y mejoraron la eficiencia energética de los hornos de hierro. Otro golpe importante se produjo a finales de los años 1970 y 1980, cuando la industria siderúrgica estadounidense cerró muchas acerías en la región de Pittsburgh y en otros lugares. El declive de la minería en la veta de Pittsburgh trajo cambios sociales y económicos a gran escala en el suroeste de Pensilvania, a medida que aumentó el desempleo, la región perdió población debido a la emigración, las empresas que dependían de los ingresos de los mineros del carbón colapsaron y los municipios tuvieron bases impositivas decrecientes. [25]
A pesar de dos siglos de minería, quedan alrededor de 16 mil millones de toneladas cortas de recursos, y el bloque más grande se encuentra en el suroeste de Pensilvania y áreas adyacentes de Virginia Occidental. Gran parte del recurso restante al sur del condado de Marion, W. Va., y al oeste a lo largo de gran parte de Ohio tiene un alto contenido de cenizas y azufre, y no es probable que se explote extensamente en el futuro cercano, dadas las tendencias económicas actuales. [26]
La Gran Veta fue descubierta en 1804, en un afloramiento al este de Frostburg, Maryland , [27] pero no fue hasta 1824 que comenzaron los envíos a pequeña escala a Georgetown . La primera mina fue la mina Neff, más tarde conocida como mina Eckhart 39°39′4.46″N 78°54′1.59″W / 39.6512389°N 78.9004417°W / 39.6512389; -78.9004417 . Inicialmente, la minería era estacional y se limitaba en gran medida al invierno. El carbón se transportaba por tierra hasta Cumberland, Maryland , y luego se cargaba en embarcaciones planas para su envío por el río Potomac durante las inundaciones de primavera. Eckhart Mines, Maryland, comenzó como una ciudad empresarial que respaldaba 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 la explotación a gran escala. [28] [29]