nitratos y salares

Nitratos y salares
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DEPOSITOS DE NITRATOS
Chile es el único país del mundo que posee depósitos de nitratos con leyes económicas en
el Desierto de Atacama (en otros desiertos del mundo existen nitratos, pero no en
concentraciones económicas). La explotación de los nitratos es una de las actividades
mineras más antiguas del país y la exportación de nitratos y yodo proveniente de ellos en
1998 representó un 4,2 % del total del valor de las exportaciones mineras chilenas (US$
259.000), consecuentemente representa una actividad económica relevante y por este
motivo ha sido incluida en este curso de metalogénesis.
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Breve historia de la minería del salitre
La historia de la explotación salitrera chilena es un ejemplo de las vicisitudes de la industria
minera en lo que respecta a conflictos que puede crear la extracción de recursos naturales,
el efecto de los cambios tecnológicos sobre el valor de los recursos mineros y sobre la
industria extractiva, así como las políticas gubernamentales relativas a la propiedad de la
industria y de los recursos mineros en general.
La explotación de nitratos comenzó en el norte de Chile en 1830, aunque algunas labores
menores ya se habían desarrollado en 1820 e incluso en 1810. El principal uso de los
nitratos, en aquellos tiempos, era para producción de explosivos (pólvora negra) y en menor
medida para fertilizantes. La explotación chilena de salitreras se extendió en el Siglo XIX
más hacia el norte puesto que, para los chilenos, Chile llegaba hasta el paralelo 23ºS,
mientras que para Bolivia, el límite entre ambos países era el paralelo 26ºS. Debido a las
diferencias de opinión existentes respecto a la ubicación del límite, en el año 1866 se firmó
un Tratado, donde se estableció que el límite entre ambos países sería el paralelo 24ºS, y
que las ganancias obtenidas por la explotación minera entre los paralelos 23ºS y 25ºS sería
repartida en partes iguales entre Chile y Bolivia. Este tratado no se cumplió, por diversas
razones, y en 1874 se firmó un nuevo acuerdo, que establecía la renuncia de Chile a los
beneficios económicos obtenidos por la explotación salitrera en la zona comprendida entre
los paralelos 23º y 25ºS. A cambio, el gobierno boliviano se comprometió a no alzar los
impuestos, durante 25 años, a los trabajadores chilenos que estaban ya instalados en la
zona. En el año 1878, el gobierno boliviano aprobó una ley que aumentaba en 10 centavos
el impuesto que pagaban los trabajadores chilenos que explotaban el salitre en el territorio
boliviano. Como esto contravenía lo establecido en el tratado de 1874, los trabajadores
chilenos se negaron a aceptar esta alza impositiva y ante la negativa el gobierno boliviano
dio la orden de rematar las salitreras que estaban en manos chilenas en Febrero de 1879.
Ante este conflicto, tropas chilenas desembarcaron en Antofagasta impidiendo la acción
boliviana; el desembarco de las tropas chilenas se produjo el mismo día en que estaba
previsto el remate de las salitreras en manos chilenas, el 14 de Febrero de 1879. Esto
condujo a la Guerra del Pacífico de Chile con Bolivia y también con Perú en virtud de un
tratado de defensa mutua que tenían estos últimos países.
De acuerdo a lo expuesto, el salitre es un ejemplo de un recurso minero cuya explotación
condujo a un conflicto armado de Chile con sus países vecinos septentrionales. Ahora bien,
durante la Guerra del Pacífico (1879-1883) Chile tuvo un apoyo indirecto de Inglaterra,
debido a que intereses económicos de dicho país controlaban la mayor parte de la
explotación salitrera en la Región de Tarapacá (entonces territorio peruano) y en Perú
existía la intención de nacionalizar las salitreras en manos inglesas (las armadas de Chile y
Perú estaban equipadas con barcos ingleses y Perú no pudo obtener repuestos, ni reponer
barcos durante el conflicto, lo cual obviamente favoreció a que Chile lograra el control
marítimo durante la guerra). El triunfo de Chile en la guerra en 1883 condujo a la anexión
de las Regiones de Tarapacá y Antofagasta, con los extensos recursos de nitratos existentes
en ellas (“oro blanco”) de modo que hacia 1900 la explotación salitrera se constituyó en la
actividad económica más importante de Chile.
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La explotación salitrera continuó en los comienzos del Siglo XX, pero en 1914 estalló en
Europa la Primera Guerra Mundial, lo cual trajo repercusiones en Chile, dado que la mayor
parte de la explotación salitrera era controlada por capitales británicos y en menor medida
alemanes. Inglaterra bloqueó efectivamente a Alemania de los recursos de nitratos
chilenos, lo que promovió la investigación alemana de compuestos nitrogenados y llevó al
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desarrollo del nitrato sintético en 1918 por Fritz Haber quien ganó el Premio Nobel de
Química por sus investigaciones. Este avance científico-tecnológico constituyó un duro
golpe para la industria salitrera en Chile, puesto que el salitre ya no fue esencial para el uso
en explosivos y fue reemplazado por nitrato sintético. Las dificultades se acentuaron aún
más en 1930 con la crisis económica mundial, resultando en una fuerte caída de la industria
extractiva del salitre. Sin embargo, la explotación de nitratos continuó hasta los años
sesenta, pero con el progresivo cierre de muchas Oficinas Salitreras.
En 1968 se creó la Sociedad Química y Minera de Chile como una sociedad mixta entre
CORFO (estatal) y la Compañía Salitrera Anglo-Lautaro (privada), para mantener la
alicaída explotación salitrera. En 1971, durante el gobierno de Salvador Allende,
Soquimich se transformó en una empresa 100% estatal, pero la misma de 1983 a 1988 fue
privatizada durante el gobierno Militar de Augusto Pinochet. Es decir paso de ser una
sociedad mixta, a una empresa netamente estatal y luego a una empresa privada de acuerdo
a las cambiantes orientaciones políticas imperantes en el país. Actualmente la Sociedad
Química y Minera de Chile (SQM) es una empresa privada, presidida por Julio Ponce
Lerou, la que explota 22 Mt de caliche al año produciendo nitratos de sodio y de potasio,
cuyo uso principal es en fertilizantes (aplicación en la cual tiene ventaja respecto al nitrato
sintético, debido a los elementos trazas que contiene, los que son positivos para las plantas).
Además, la misma empresa es la mayor productora de yodo del mundo con 8.000 t/año,
proveniente también de las salitreras y de ellas también produce sulfato de sodio. Por otra
parte, SQM explota salmueras en el Salar de Atacama donde obtiene 22.000 t/año de
carbonato de litio y otras sales minerales.
Los depósitos de nitratos
Los depósitos de nitratos son acumulaciones de caliche cerca de la superficie de minerales
salinos solubles en agua, los que se presentan principalmente en una faja de 700 km de
largo en el flanco oriental de la Cordillera de la Costa de las Regiones de Tarapacá y
Antofagasta. Los depósitos salinos incluyen halita, un conjunto de nitratos, sulfatos,
yodatos, boratos y cromatos, los cuales cementan depósitos aluviales de piedemonte,
coluvio, impregnan rocas fracturadas y porosas y están presentes en regolitos cerca de la
superficie en el Desierto de Atacama.
Los depósitos de nitratos en la I Región de Tarapacá se restringen al flanco oriental de la
Cordillera de la Costa, mientras en la Región de Antofagasta se extienden más al este en la
Depresión Intermedia hasta los pies de la Cordillera de Domeyko. Aunque, los caliches de
mayor espesor y ley se encuentran preferentemente en los piedemontes al pie oriental de la
Cordillera de la Costa. En detalle los depósitos de nitratos se encuentran en todas las
posiciones topográficas, cumbres y flancos de cerros, bases de depresiones que contuvieron
lagos efímeros o sedimentos arcillosos; existen depósitos de nitratos en una meseta elevada
en 200 m sobre la pampa en la parte sur de Antofagasta.
Los depósitos de nitrato muestran características que indican la lixiviación diferencial
durante y después de su acumulación. Lo más notable es una estratificación resultante de
las disolución y re-depositación de los minerales más solubles por las infrecuentes lluvias
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del desierto. Como resultado el nitrato se encuentra en profundidad, siendo escaso en el
material superficial de las pampas. Esto es más claro en el caliche en material aluvial
donde se distinguen las siguientes capas:
Chuca (o chusca): 10-30 cm superficiales de suelo pulverulento formado por yeso, arcilla y
fragmentos de roca; es en parte material eólico y en parte residual de la meteorización
superficial de la porción superior del caliche. Localmente, la porción inferior de esta capa
consiste en capas lenticulares de hasta 20 cm de espesor de material salino pulverulento
blanco en el que predominan sulfatos de Na (thenardita, blodita, humberstonita) o yeso.
Costra: subyace a la chuca una costra (capa) dura firmemente cementada generalmente de
pocas decenas de centímetros hasta 2 m de potencia en la cual son abundantes la halita y
sulfatos y los nitratos escasos.
Caliche: En la porción inferior hay una capa rica en nitratos llamada caliche por los
mineros del salitre, la cual consiste en gravas (o regolito) cementadas por nitratina y otros
minerales de nitrato, así como abundante halita y sulfatos. El caliche es una capa densa y
dura con espesores variables entre 0,5 y 5 m (generalmente 1 a 2 m de potencia).
Coba y congelo: subyacen al caliche gravas no cementadas o coba de los mineros, las que
contienen solo un porcentaje menor de material salino o por material cementado (congelo)
que contiene poco nitrato.
Los contactos entre las capas son abruptos a gradacionales y la composición del caliche es
muy variable, pero sus leyes son generalmente de 6 a 9% de nitrato y de 350 a 600 ppm de
yodo. 17 Mt de caliche extraído en María Elena y Pedro de Valdivia en 1999 tuvieron un
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promedio de 7,85% de nitrato y 422 ppm de yodo. Dentro del caliche hay localmente
“vetas” y mantos menores de material blanco o “caliche blanco” que corresponden a
material salino rico en nitrato que contiene 20-50% de NaNO3. Las reservas actuales de
caliche en manos de SQM alcanzan para 55 años a las tasas de extracción actual y a 80 años
considerando recursos probables.
La superficie de los campos de nitratos muestran polígonos de secamiento, incluyendo
polígonos de varios metros a decenas de metros de diámetro y polígonos más pequeños (< 1
m de diámetro) dentro de los polígonos grandes. Los polígonos mayores cuyos bordes
están marcados por una ligera depresión del terreno o acumulación de fragmentos de rocas
en el suelo pulverulento, se ven mejor desde el aire. Las fracturas que limitan los polígonos
de secamiento menores se restringen a la costra y no penetran en el caliche. Las fracturas
de los polígonos mayores, sin embargo, se extienden a la base del caliche; algunas de estas
fracturas están rellenas por fragmentos de rocas arcillas y arenas, con cemento salíno y
otras con “caliche blanco”.
Condiciones que permiten la existencia de los depósitos de nitratos
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Aridez extrema del Desierto de Atacama.
Acumulación durante el Terciario y Cuaternario (durante los últimos 10-15 Ma).
Escasas plantas y microorganismos que utilicen nitrato.
Hipótesis sobre el origen de los nitratos.
La excepcional presencia de nitratos explotables en el Desierto de Atacama ha hecho que
históricamente se hayan planteado distintas hipótesis para explicarla. Se mencionan a
continuación algunas de las ideas planteadas con un breve discusión respecto a su validez.
1. Migración capilar y evaporación de agua subterráneas en el margen de salares. La
migración capilar no es evidente y los depósitos de nitratos no coinciden espacialmente
con los bordes de salares. Por otra parte, de haber suficiente humedad existiría
actividad microbiana que destruiría los nitratos.
2. Corrientes de barro ricas en sales. Esta hipótesis ha sido planteada por un solo autor y
la misma no explica los depósitos de nitratos en roca, ni porque solo se presenta en
niveles superficiales. Los depósitos de piedemonte del Desierto de Atacama están, en
gran medida, formados por corrientes de barro, pero solo la porción superficial tiene
depósitos de nitratos.
3. Nubes de ácido nítrico de origen volcánico que habrían reaccionado con los feldespatos
de las rocas y suelos para formar los nitratos. Esta es una idea de fantasía geológica que
supone grandes emisiones gaseosas ácidas de los volcanes; existen emisiones sulfurosas
y clorhídricas de los volcanes, pero los gases nitrosos son muy subordinados y no
parece posible generar grandes nubes de ácido nítrico que asume esta teoría.
4. Materiales depositados de la atmósfera en o cerca de los sitios donde se presentan los
depósitos de nitratos. La precipitación de los nitratos ocurre desde el aire, debido a que
existen nitratos formados por reacciones fotoquímicas en la atmósfera y por descargas
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eléctricas, pero éstos son volumétricamente muy escasos y requerirían un gran período
de tiempo para acumularse.
5. Decaimiento de algas y otra vegetación marina en aguas y zonas pantanosas en cuencas
marinas de circulación restringida (brazos de mar o secamiento de cuencas marinas).
No existe ninguna evidencia de cuencas marinas cenozoicas en el Desierto de Atacama,
este corresponde a un área emergida desde fines del Cretácico Inferior y los datos
isotópicos descartan este origen.
6. Nitrificación y lixiviación de guano de aves en los márgenes de lagos salinos, brazos de
mar o salares o acumulación de partículas amoniacales y gas de depósitos de guano que
habrían existido a lo largo de la costa chilena. En los sectores costeros del norte de
Chile han existían guaneras, que fueron explotadas en el Siglo 19, pero su volumen es
muy inferior a la gran extensión de depósitos de nitratos, por lo que no constituirían una
fuente suficiente.
7. Decaimiento bacterial de animales y plantas durante el Cenozoico y Cuaternario en
períodos de clima menos árido que habría permitido vegetación en el norte de Chile.
No existe evidencia que haya existido significativa vegetación en el Desierto de
Atacama, con la excepción de los Tamarugos que se crecían en la Pampa del Tamarugal
y que fueron arrasados durante la explotación del salitre pare ser utilizados como leña.
Pero no existe una asociación de depósitos de nitratos con la presencia de vegetación o
restos de ellas.
8. Nitrificación y fijación de nitrógeno atmósférico por bacterias en el suelo. Los estudios
de microfauna en los suelos del desierto ha mostrado que existen algunos
microorganismos fijadores de nitrógeno, pero su cantidad es muy baja como para
acumular los nitratos.
9. Descargas eléctricas dentro de las nubes de “camanchaca” de la Cordillera de la Costa.
Las nieblas invernales que penetran hasta 100 km desde la costa son comunes en el
norte de Chile, pero no son comunes las tormentas eléctricas ligadas a las mismas y la
cantidad de nitrato formado de esta manera sería de todos modos insuficiente para
formar los extensos depósitos de nitratos.
10. Acumulación de componentes volcánicos (amonio, Ni ox. o ácido nítrico) del
volcanismo andino. Algunos de los componentes salinos de los depósitos de nitratos,
como los sulfatos y boratos, pueden tener una fuente en las emisiones volcánicas
Cenozoicas y Cuaternarias de la Cordillera de Los Andes (siendo movilizados y
depositados por las aguas y el viento); sin embargo, las emisiones de amonio desde los
volcanes son muy escasas, por lo que los nitratos provendrían de otra fuente.
11. Lixiviación de rocas volcánicas jurásicas o ignimbritas cenozoicas. Resulta tentador
atribuir a estas rocas el origen de los nitratos, sobre todo cuando se observan estas sales
en pequeñas cantidades en ellas, pero es mucho más probable que las sales hayan sido
depositadas sobre las rocas e incorporadas en ellas por aguas lluvias, más que estas
rocas sean la fuente de ellas.
12. Nitrato de diversas fuentes acumulado en aguas salinas y salmueras de salares y suelos
de campos de nitratos. La mayoría de los salares no contiene cantidades explotables de
nitratos. Solo excepcionalmente se han explotado nitratos en salares de la porción sur
de la Región de Antofagasta.
13. "Spray" marino debido a la que revientan burbujas en espuma marina que incorporarían
nitratos de algas micróscópicas de la aguas superficiales marinas y su subsecuente
arrastre por el viento.
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Origen de los nitratos
El origen de los nitratos presentes en el Desierto de Atacama plantea muchas interrogantes
y, por lo mismo, se han planteado muchas teorías respecto a como pueden haberse formado.
El N2 es un gas no reactivo de la atmósfera que es fijado o combinado en compuestos
orgánicos e inorgánicos por actividad microbiana en los suelos y por procesos fotoquímicos
en la atmósfera. En el ciclo global del nitrógeno un 90-97% involucra el intercambio de
nitrógeno fijado en suelos y aguas y solo 3-10% fijación de nitrógeno atmosférico. La
fijación del nitrógeno atmosférico ocurre principalmente por bacterias simbióticas con
algunas plantas leguminosas, por bacterias autotróficas y por ciertas algas azules-verdes.
La fijación de nitrógeno en la tropósfera ocurre por actividad eléctrica; las temperaturas en
las descargas eléctricas (rayos) son suficientemente altas para formar óxidos de nitrógeno.
Los compuestos fijos de nitrógeno que se han detectado en la atmósfera incluyen formas
gaseosas de óxido nitroso N2O, óxido nítrico NO, dióxido de nitrógeno NO2, ácido nítrico
HNO3 y amonio NH3; compuestos como (NH4)2SO4, NaNO3 y HNO3 ocurren como
material particulado y como solución en agua lluvia, y sustancias orgánicas con nitrógeno
como proteínas, aminas y aminoácidos.
Los óxidos de nitrógeno se forman por la descomposición anaeróbica de materiales
orgánicos principalmente en la superficie terrestre, pero también en la superficie del
océano.
El óxido nítrico y dióxido de nitrógeno, que son las principales moléculas reactivas de
óxidos de nitrógeno (NOx) en la atmósfera, se forman por reacciones fotoquímicas con el
ozono y por descargas eléctricas. El nitrato se concentra en delgadas películas orgánicas en
la superficie del océano, el cual es incorporado a la atmósfera al pulverizarse al reventar
burbujas (“spray” marino). La fuente principal de amonio es de procesos biológicos en
suelos, pero la superficie marina puede ser también fuente de considerable cantidad de
amonio o de compuestos amoniacales en áreas de alta actividad biológica. La oxidación
fotoquímica de NH3 en la tropósfera principalmente por la reacción con moléculas OHproducidas por la reacción de ozono con vapor de agua u otras reacciones fotoquímicas
puede ser una fuente importante de NOx troposférico.
La fuente principal del nitrato en los depósitos de salitre es incierta porque las
concentraciones promedio de NOx, HNO3 y NH3 en la atmósfera son muy bajas como para
constituir la única fuente de nitratos. Aunque los nitratos pudieron acumularse por un
tiempo geológico prolongado (últimos 14 Ma) debe considerarse que:
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Solo parte del material salino que precipita a la superficie terrestre se incorpora en el
suelo, puesto que parte es arrastrada por el viento, parte puede evaporarse como gas
HNO3 o NO2 y parte es lavado por aguas luvias.
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Los depósitos de nitratos una vez formados probablemente han sido destruidos
parcialmente muchas veces por copiosas lluvias ocasionales (cabe recordar que los
nitratos son sales altamente solubles y que en el Desierto de Atacama ocurren
lluvias torrenciales durante los fenómenos climáticos de El Niño).
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La amplia distribución de los depósitos de nitratos, con poca relación con la topografía o
tipo de sustrato sugiere que ha existido un transporte atmósférico de los componentes y
depositación desde el aire. La fuente local más probable para el NOx, NH3 y nitrógeno
fijado orgánicamente, el cual por reacciones fotoquímicas u otros procesos puede
transformarse en nitrato, son las aguas marinas ricas en nutrientes del Océano Pacífico.
Algo de amonio podría haber sido de origen volcánico, pero las escasas cantidades de
amonio detectadas en gases volcánicos actuales, indicaría que su aporte sería muy menor.
Los depósitos de ignimbritas en Los Andes del Norte de Chile, las que contendrían
pequeñas cantidades de nitratos solubles, evidentemente no son la fuente de nitratos. Si lo
fueran, se esperaría que los salares que contienen sales disueltas de esos depósitos
volcánicos, mostrarían concentraciones anormales de nitratos, pero las cortezas salinas o las
aguas salinas o salmueras asociadas a estos salares no contienen cantidades inusuales de
nitratos.
El rol de los microorganismos en la formación de los nitratos es difícil de evaluar, excepto
que en general la baja actividad microbiana es esencial para la preservación de los
depósitos.
La distribución geográfica y topográfica de los depósitos de nitratos chilenos indican
transporte atmosférico y depositación de constituyentes salinos y subsecuente
redistribución por aguas lluvias en los lugares de depositación. Los componentes salinos
en los depósitos son principalmente aquellos que se encuentran a nivel mundial en la
atmósfera o aquellos que se forman por procesos fotoquímicos. Estos componentes han
sido depositados y preservados en el Desierto de Atacama debido a la extrema aridez del
clima. Aunque algunos componentes pueden haber sido transportados de fuentes distantes,
la mayor parte probablemente viene de fuentes locales, como el vecino Oceano Pacífico, las
rocas y emisiones volcánicas durante el Cenozoico y Cuaternario. El bajo nivel de
actividad microbiana en los suelos secos del desierto ha sido esencial para la preservación
del nitrato.
Modelo para la formación de los depósitos de nitratos
Ericksen (1981, 1993) propuso el siguiente modelo para la formación de los depósitos de
nitratos:
1. Acumulación durante un largo tiempo de materiales salinos a partir de la atmósferas en
suelos del árido Desierto de Atacama, probablemente desde el Mioceno (10-15 Ma) y
continuando hasta la actualidad. Aunque durante este período prevaleció un clima casi
sin lluvias, han existido copiosas precipitaciones o períodos de lluvia (fenómeno de El
Niño) los que causaron considerable lixiviación y redepositación de materiales solubles
y en oportunidades debe haber causado una amplia destrucción de los depósitos de
nitratos previamente existentes.
2. Los componentes salinos deben haber sido transportados por y depositados desde la
atmósfera principalmente como precipitación seca y como condensados en niebla.
Estos componentes incluyeron NaCl y NaNO3 y componentes gaseosos o solubles en
agua tales como NH3, HCl, H2SO4 y HNO3 que reaccionaron con el suelo para formar
los componentes salinos en los depósitos.
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3. Las salitreras con leyes económicas se formaron por: (a) acumulación de materiales
salinos en las antiguas pampas planas o con pendientes suaves (piedemontes), donde las
aguas lluvias ocasionales disolvieron los componentes más solubles como los nitratos y
los redepositaron en los suelos más profundos. (b) acumulación de materiales salinos en
cerros o lomas donde ellos fueron disueltos por aguas lluvias y movidos a niveles más
bajos al pie de los cerros o lomas. (c) acumulación de materiales salinos ricos en
nitratos en salares y lagunas salinas.
4. La fuente principal de los componentes salinos fueron: (a) Spray marino y gases como
amonio y yodo del Océano Pacífico transportados por los vientos dominantes desde el
SW al NE. (b) rocas volcánicas y emanaciones de volcanes activos en Los Andes, (c)
reacciones fotoquímicas en la atmósfera, (d) materiales salinos transportados por el
viento derivados de las erosión de suelos salinos, depósitos de nitratos preexistentes y
salares del Desierto de Atacama. (e) constituyentes atmósféricos que reaccionaron con
suelos y rocas en los campos de nitratos o que fueron transformados por
microorganismos en el suelo.
Distintas fuentes habrían dominado en los numerosos componentes de las salitreras: Los
nitratos tendrían su fuente principal en el “spray” marino al igual que el NaCl, aunque este
último provendría también de emanaciones volcánicas junto con el HCl. Los sulfatos y
boratos tendrían su fuente en las emanaciones volcánicas; los bromuros se habrían formado
por reacciones fotoquímicas. El origen de cromatos es incierto y enigmático, ya que el Cr
es un elemento que se concentra en rocas ultramáficas y este tipo de rocas no están
presentes en el norte de Chile, pero se asume que provendría de la lixiviación de suelos y
rocas que componen la Cordillera de la Costa.
Cabe señalar que datos recientes de isótopos de nitrógeno, oxígeno y azufre (Pueyo et al.,
2001) son consistentes con derivación atmosférica de los nitratos, lo que objeta una fuente
en el spray marino, pero deja abierta las interrogantes respecto a la fuente de otros
componentes de los depósitos de caliche.
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SALARES
Los salares corresponden a cortezas salinas cuyo espesor varía desde pocos centímetros
hasta varios metros formadas sobre sedimentos clásticos presentes en cuencas endorreicas
(con drenaje hacia su interior) que existen en las áridas extensiones del Norte Grande de
Chile debido a las altas tasas de evaporación existentes y escasas tasas de precipitaciones
regionales.
Por ejemplo el Salar de Atacama tiene una tasa de evaporación de 3.200 mm/año y una tasa
media de precipitaciones de 15 mm/año, de modo que la mayor parte del agua precipitada
se evapora y lo mismo ocurre con el agua que aportan los ríos San Pedro (0,9 m3/seg),
Vilama (0,25 m3/seg), Hécar (0,23 m3/seg), Socaire (0,15 m3/seg) y el Llonas (0,09 m3/seg;
Boric et al., 1990); esto redunda en la precipitación de las sales solubles transportadas por
las aguas en las cuencas cerradas y acumulación de aguas salobres o salmueras en
subsuperficie (localmente en lagunas salobres).
Algunas de las cuencas endorreicas del Norte Grande hospedaron lagos salobres durante las
épocas glaciales del Pleistoceno cuando las precipitaciones sobre todo en la Cordillera
Principal deben haber sido mayores que las actuales. Por ejemplo Brüggen (1950)
denominó Lago Soledad a lo que infirió fue un gran lago salobre cuya desecación formó el
Salar de Llamara en la Región de Tarapacá.
Las costras salinas de los salares chilenos presentan, en general, superficies muy rugosas
irregulares y de coloración marrón o pardo debido al polvo que es atrapado por las sales
hidroscópicas de las duras costras; las rugosidades de las costras salinas varían desde
algunos centímetros, hasta más de medio metro de altura dificultando significativamente el
tránsito en ellos. Solo los salares que reciben lluvias estacionales, como es el caso de los
salares en la zona volcánica (salares andinos) y por ejemplo en el gran Salar de Uyuni en
Bolivia presentan costras salinas blancas, lisas y regulares debido a que regularmente se
disuelven las sales superficiales.
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Los salares contienen una gran variedad de depósitos salinos de interés económico
incluyendo carbonatos, sulfatos, cloruros y boratos (ver tabla a continuación). Por ejemplo
el Salar Grande en la Cordillera de la Costa al sur de Iquique presenta extensos depósitos de
99% NaCl (sal común) en una cuenca de 50 km de largo N-S y 5-8 km de ancho,
perforaciones hechas en este salar indican que los depósitos salinos alcanzan hasta 162 m
de potencia; el Salar Grande es la mayor fuente de sal común para el consumo interno y
para la exportación a Norteamérica (se usa para derretir el hielo en las calles durante el
invierno) y Japón.
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Las sales tienen una zonación en los salares que está determinada por la solubilidad de las
mismas, idealmente las menos solubles se depositan en los bordes del salar y las más
solubles hacia su centro; aunque si la cuenca específica es asimétrica las sales más solubles
se depositan en la parte más profunda de la cuenca, que puede corresponder a un borde del
salar.
Zonación típica en de depósitos salinos en salares. Las sales más solubles (cloruros,
boratos) se depositan en la parte más profunda de la cuenca, seguidas de los sulfatos y de
los carbonatos; estos últimos por ser menos solubles son los primeros en precipitar. Las
condicones locales de las cuencas pueden modificar la distribución de sales, pero las más
solubles se depositarán siempre en la porción más profunda.
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Además de los depósitos salinos los salares pueden contener salmueras de interés
económico; por ejemplo SQM explota salmueras del Salar de Atacama de las cuales extrae:
Carbonato de Litio 22.000 t/año
Cloruro de potasio (utilizado para la producción de nitrato de potasio)
Acido bórico
Sulfato de potasio
Cloruro de magnesio.
En la extracción de estas sales aprovecha la alta radiación solar y elevadas tasas de
evaporación del Salar de Atacama, al utilizar amplias piscinas de evaporación para
concentrar las sales. Parte del agua que se recupera del proceso se reinyecta en el subsuelo
del salar para mantener el circuito de extracción de sales solubles.
REFERENCIAS
Boric, R., Díaz, F. y Maksaev, V., 1990. Geología y yacimientos metalíferos de la Región
de Antofagasta, Boletín 40, Servicio Nacional de Geología y Minería, 246 p.
Brüggen, J., 1950. Fundamentos de la Geología de Chile. Instituto Geográfico Militar,
Santiago, Chile, 374 p.
Ericksen, G.E:, 1981. Geology and Origin of the Chilean Nitrate Deposits. U.S.G.S.
Geological Survey Professional Paper 1188, 37 p.
Ericksen, G.E., 1993. Upper Tertiary and Quaternary continental saline deposits in the
central Andean region. In: Kirkham, R.V., Sinclair, W.D., Thorpe, R.I., and Duke, J.M.
(Editors) Mineral Deposit Modeling, GAC Special Paper 40, pp. 89-102.
Ericksen, G.E. and Salas, R., 1990. Geology and resources of salars in the Central Andes.
In: Ericksen, G.E., Cañas, M.T., and Reinemund, J.A. (Editors) Geology of the Andes and
Its Relation to Hydrocarbon and Mineral Resources: Circumpacific Council for Energy and
Mineral Resources., Earth Science Series, V. 11, pp. 165-172.
Pueyo, J.J., Aravena, R., Chong, G., Vega, M., and Taberner, C., 2001. Isotopic
compositions of sulfates and nitrates from the Chilean nitrate deposits: Evidence for
concentration and fractionation of parental brines. . III South American Symposium on
Isotope Geology, Extended Abstract Volume (CD), Sociedad Geológica de Chile, Santiago,
Chile, pp. 519-522.
Stoertz, G.E. and Ericksen, G.E., 1974. Geology of salars in northern Chile. U.S.G.S.
Professional Paper 811, 65 p.