TECNICATURA SUPERIOR EN MINERIA CAMPO QUIJANO SALTA ARGENTINA AÑO 2020 Contenido OBJETIVO........................................................................................................................................... 1 INTRODUCCION ................................................................................................................................. 2 EL URANIO ......................................................................................................................................... 2 DESINTEGRACION RADIOACTIVA ...................................................................................................... 3 EL URANIO EN EL PLANETA ............................................................................................................... 4 EL URANIO EN ROCAS IGNEAS ...................................................................................................... 5 EL URANIO EN ROCAS METAMORFICAS........................................................................................ 6 EL URANIO EN ROCAS SEDIMENTARIAS ........................................................................................ 6 TIPOS DE DEPOSITOS......................................................................................................................... 7 MINERALES DE URANIO .................................................................................................................... 9 MINERALES CON U4+ ..................................................................................................................... 9 MINERALES CON U6+ ................................................................................................................... 11 DETECTORES DE RADIACION ........................................................................................................... 16 TECNICAS DE PROSPECCION Y EXPLORACION ................................................................................ 17 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................. 22 ENLACES DE INTERNET .................................................................................................................... 22 OBJETIVO Este informe se realiza con el fin de dar cumplimiento a los requerimientos académicos de la Tecnicatura Superior en Minería que se dicta en el Instituto Superior de Formación Docente (ISFD) N°6028, de Campo Quijano, Provincia de Salta, Argentina. Se dará una reseña de las particularidades del elemento que influyen en su distribución en la naturaleza, las características que lo hacen detectable y las técnicas empleadas que pueden desarrollarse en la actividad minera para su descubrimiento. Alumno Héctor Hugo Vera Sánchez Febrero de 2020 1 INTRODUCCION La demanda creciente de energía que acompaña al crecimiento demográfico e industrial convirtieron al uranio en un elemento de gran importancia, ya que en el reside el punto de partida en la obtención del combustible para la generación nucleoeléctrica, con la particularidad de producir energía libre de emisiones de dióxido de carbono. Las aplicaciones militares que llegaron a absorber casi el 50% de la producción mundial entre los años 1942 y 1974 (200.000 Tn) hoy no desempeñan un papel importante. De este modo el mercado ha quedado restringido a la industria civil para la producción de energía, existiendo a febrero de 2020, 443 centrales nucleares en funcionamiento y 52 en construcción, según el Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA). Con respecto a la extracción mineral, esta se vio incrementada sustancialmente en los últimos años, acompañada de la producción de concentrado de uranio. En cambio, la demanda del mercado no creció en igual medida, provocando la caída de los precios y dejando a muchas de las minas más grandes del mundo en modo de cuidado y mantenimiento. Para la Agencia Internacional de Energía (AIE), el consumo mundial de energía aumentará un 18 % hasta 2030 y un 39 % hasta 2050, y la cuestión es cuál será la función de la energía nucleoeléctrica en la tarea de satisfacer esta creciente demanda, y cómo afectaría indirectamente a la minería del uranio. Más allá de su valor económico, el uranio se ha convertido en un componente estratégico que contribuye a la sostenibilidad y seguridad energética de los estados. EL URANIO El uranio (U) es un elemento químico metálico de número atómico 92 y masa atómica 238,05. Es el de mayor peso atómico que se encuentra en la naturaleza, formando parte de depósitos minerales en prácticamente todo el mundo. Se presenta en muy bajas concentraciones (unas pocas partes por millón o ppm) en rocas, tierras, agua y los seres vivos. Incluso podemos encontrarlo en el agua de mar, en concentraciones próximas a 0.003 ppm. Su Clarke es de 2.7 con un Factor de Enriquecimiento de 1200. Para su uso el uranio debe ser extraído y concentrado a partir de minerales que lo contienen, como por ejemplo la uraninita o pechblenda. ILUSTRACIÓN 1: URANIO METÁLICO (IMAGEN DE FONDO EXTRAÍDA DE HTTPS://ES.WIKIPEDIA.ORG) 2 Tiene tres isótopos naturales, de los cuales el U-238 es el más abundante con el 99,27% de ocurrencia, seguido por el U-235 con el 0,72% y cantidades muy subordinadas de U-234. De estos isótopos sólo el U-235 pasa a formar parte del combustible utilizado en los reactores nucleares. El U posee ligera radioactividad, que es de carácter natural y se produce por su inestabilidad y decaimiento a elementos más estables, hasta llegar a convertirse en plomo inerte, que es el punto final de su cadena de desintegración. DESINTEGRACION RADIOACTIVA El fenómeno por el cual el núcleo de un átomo se transforma espontáneamente en otro, recibe el nombre de desintegración radiactiva. Algunos átomos pueden alcanzar su estabilidad en una sola desintegración, otros lo hacen luego de un largo camino de transformaciones. El nucleido que se desintegra se llama “nucleido madre” y su producto “nucleido hija”. Al desintegrarse emiten distintos tipos de radiaciones o partículas: a) partículas α (alfa), b) partículas β (beta), y c) radiaciones γ (gamma). TABLA 1: EMISIONES RADIOACTIVAS. Emisión Alfa Naturaleza Núcleo de H. Constituido por 2 protones y 2 neutrones. Negativa: electrón a gran velocidad. Beta Gamma Positiva: partícula de masa y carga del electrón, pero de signo positivo. Onda electromagnética similar a Rayos X. Se emiten al reordenarse el núcleo por pérdidas de nucleones. Penetración En el aire: 6 cm. En aluminio, papel o tejido animal: 30 a 40 micrones. *Alto poder ionizante. En el aire: varios metros. En aluminio: algunos milímetros. *Bajo poder de ionización debido a su escasa masa. Aire: aproximadamente 100m. Metales y sólidos: varios centímetros. La secuencia de emisiones de un nucleido hasta alcanzar la estabilidad se denomina “cadena de decaimiento”. Para el U238 se observa en la Ilustración 2. La unidad de energía empleada en física nuclear es el electrón-Volt (eV). Representa la variación de energía que experimenta un electrón al moverse entre posiciones que difieren en 1 voltio de potencial eléctrico. Es una unidad muy pequeña, su valor es 1.602 176 634 × 10−19 J. En consecuencia suelen usarse múltiplos de ella. Algunos múltiplos típicos son: 1 keV = 103 eV 1 MeV = 103 keV = 106 eV 1 GeV = 103 MeV = 109 eV 1 TeV = 103 GeV = 1012 eV 1 PeV = 103 TeV = 1015 eV 1 EeV = 103 PeV = 1018 eV 3 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 2. CADENA DE DECAIMIENTO PARA EL U238. EL URANIO EN EL PLANETA El uranio ha nacido a partir de la explosión de una supernova, como lo hacen los elementos de masa atómica superior a los del hierro (55,847 uma), pasando luego a conformar uno de los constituyentes de un primitivo planeta Tierra, con un contenido aproximado de 0.007 g/Tn. Con la evolución planetaria hacia una estructura en capas concéntricas, el uranio fue migrando hacia el exterior (diferenciación centrífuga) para acumularse en un manto heterogéneo enriquecido en elementos litófilos y calcófilos, incluyendo los primeros a los radiactivos como el U, Th y K. El uranio siguió migrando hacia el exterior, transportándose en los materiales fundidos hacia la parte más periférica del planeta, pasando a formar parte de la corteza planetaria que se estaba constituyendo. Las razones de esta movilización hacia zonas externas son el gran radio iónico y elevada energía, que lo excluyen de formar parte de la estructura cristalina de los minerales máficos que caracterizan a las capas profundas del planeta (olivino, piroxeno, granate, etc.). Así, la corteza primitiva se tornó rica en uranio, llevado allí por intrusiones y/o hidrotermalismo (procesos endógenos). Existen hoy yacimientos importantes asociados a estos mecanismos. Por otra parte, los procesos exógenos actuarían sobre esta corteza contribuyendo con la conformación de grandes acumulaciones portadoras del elemento. Como producto final, estos procesos conllevarían un empobrecimiento relativo del manto, lo que implicaría que sólo los procesos geológicos que se dan más externamente al planeta son los que resultan relevantes para la movilidad y acumulación de uranio. 4 ILUSTRACIÓN 3: CAMINO DEL URANIO. DE LAS ESTRELLAS A NUESTRO PLANETA. EL URANIO EN ROCAS IGNEAS El uranio posee tamaño y energía elevados, lo que le atribuye un comportamiento particular dentro de las masas fundidas. Estas características no le permiten formar parte del grupo de minerales formadores de rocas, concentrándose en las soluciones magmáticas residuales. De este modo, durante acontecimientos anatéxicos es uno de los principales elementos en movilizarse hacia la fracción fundida, mientras que durante el enfriamiento en profundidad muestra preferencia por las diferenciaciones más acidas y alcalinas. Durante la diferenciación magmática puede darse el escape temprano de fluidos con elementos sulfófilos (afinidad con el azufre), dando lugar a filones hidrotermales polimetálicos, arrastrando parte del uranio de la cámara magmática. En cambio, los elementos oxífilos (afinidad con el oxígeno) permanecen retenidos, pudiendo cristalizar sin escapes de fluidos con uranio, reteniéndolo en los minerales de cristalización tardía (cuarzo, feldespatos, etc.). En caso de existir vías de escape, el uranio y los volátiles irán a formar rocas ácidas (pegmatitas, aplitas), skarns y filones hidrotermales con gangas de cuarzo, fluorita, baritina, calcita. En niveles superficiales, se produce el enriquecimiento de rocas efusivas e hipabisales ácidas o mesosilícicas (riolitas, riodacitas, pórfidos cuarcíferos, etc.) y finalmente en rocas piroclásticas, con afinidad con el vidrio volcánico. 5 ILUSTRACIÓN 4: URANIO EN LAS ROCAS ÍGNEAS. EL URANIO EN ROCAS METAMORFICAS El tenor de uranio depende de la cantidad original de las rocas que se metamorfizan, pero tiene la tendencia de atrapar el uranio dentro de los minerales estables, evitando el escape dentro del transcurso de los procesos metamórficos. Y de no avanzar hacia la anatexis, este tipo de roca no ha de cederlo fácilmente. Debido a la estabilidad de muchos minerales metamórficos, el intemperismo no actúa de manera efectiva; y las rocas podrán aportar algo de uranio, pero no resultan especialmente productivas. En cambio, sí suelen convertirse en recipientes favorables para la actividad de agentes exógenos (esquistos de bajo metamorfismo). En tal caso representan fuentes de recursos potenciales. EL URANIO EN ROCAS SEDIMENTARIAS Las rocas ígneas (plutónicas y volcánicas) son la principal fuente de uranio para abastecer los depósitos exógenos, principalmente las graníticas del Precámbrico, caracterizadas por un contenido anormalmente elevado de uranio. Estas rocas serán fértiles cuando tengan condiciones fisicoquímicas que permitan la labilidad del uranio contenido en ellas, mas allá de su alto contenido uranífero. Condiciones que serán fuertemente influenciadas por las características del clima y el relieve. El desprendimiento de uranio de la roca madre puede producirse de dos maneras: por disgregación mecánica o por alteración química o disolución. En el primer caso, se encuentra uranio junto a otros minerales en depósitos detríticos (Zn, Th, Fe2+, Ti, etc.) en las cercanías del área fuente. En el caso siguiente, el uranio en superficie se oxida pasando de U4+ a U6+, siendo solubilizado en el ion uranilo (UO22+). Este es un componente estable a condiciones normales de acidez, temperatura y presión de las aguas naturales, permitiéndole realizar un largo recorrido hasta alcanzar condiciones fisicoquímicas favorables para su depositación. El traslado se realiza sobre y por debajo de la superficie, principalmente en sentido tangencial. Los yacimientos de importancia ocurren cuando se produce una lixiviación masiva por causas climáticas especiales, donde se conjugan factores climáticos favorablemente: pluviosidad, temperatura, estacionalidad, etc. Deben considerarse las características del relieve, involucrando las áreas de aporte elevadas, las de transporte (con redes de drenaje) y aquellas de captación o recepción. En esta última, las mejores condiciones estarían dadas por: a) masa sedimentaria con permeabilidad en escala regional. 6 b) trampas estructurales (cambios litológicos, fallas, pliegues, paleocanales, capas impermeables confinantes, etc.). c) componentes con actividad fisicoquímica que actúen sobre las soluciones circulantes (materia orgánica, bacterias, minerales reductores, gases, etc.). d) condiciones geomorfológicas que concentren las soluciones en un espacio definidos (cuencas cerradas o con trampas de confinamiento temporario). ILUSTRACIÓN 5: ESQUEMA DE FORMACIÓN DE UN DEPÓSITO DE URANIO. TIPOS DE DEPOSITOS Según los procesos que intervinieron en la conformación de los depósitos de uranio, Dahlkamp lo clasifica genéticamente en cinco tipos: a) b) c) d) e) Depósitos en conglomerados precámbricos. Depósitos en areniscas. Depósitos en vetas hidrotermales y filonianos. Depósitos intramagmáticos. Depósitos supérgenos. Depósitos en conglomerado precámbricos. La fuente son rocas ígneas acidas de la corteza primitiva; la destrucción de ellas liberaría el uranio original (uraninita), incorporándolos a los detritos que participaron de los sistemas fluviales, etc., produciendo concentración de minerales pesados en medios hídricos. En este ambiente, la carencia de oxígeno no ha permitido la oxidación del U4+. La diagénesis y un medio reductor (presencia de piritas) ha preservado la yacencia de esta mineralización. La distribución de estos depósitos se corresponde con la presencia de afloramientos del Proterozoico inferior en diversos escudos del Basamento Precámbrico. Depósitos en areniscas. Los ambientes de depositación favorables son las cuencas intracratónicas planas con importante relleno clástico fluvial, no disturbadas tectónicamente, con abundantes trampas estratigráficas, estructurales, etc. La depositación se produjo por precipitación en frente redox de U6+ a U4+. Los ambientes reductores se crean por presencia de restos carbonosos, bitumen, SH2, pirita, etc. Geocronológicamente, su presencia esta polarizada en el Mesocenozoico y Paleozoico Superior, con menor participación del Proterozoico inferior. Tienen amplia distribución geográfica, con importantes yacimientos en Nigeria, Gabón, Australia, Yugoslavia, Francia, Argentina y Estados Unidos. 7 Depósitos de vetas y filonianos. Presupone un enriquecimiento de uranio en una fuente primaria de soluciones acuosas. En bajas temperaturas el ion uranilo se transporta en soluciones enriquecidas con CO2; y en altas temperaturas, como uranio tetravalente. Precipita como pechblenda, uraninita, o incorporado a los minerales accesorios de la diferenciación magmática. Estos yacimientos pueden conservarse en condiciones reductoras. O pueden movilizarse por causas tectónicas, metamorfismo, efectos supérgenos, etc. Tienen amplia distribución geográfica a nivel mundial, cubriendo la mas amplia variedad de condiciones litológicas, geocronológicas y metalotectónicas. Yacimientos de este modelo se encuentran en Estados Unidos, Canadá, Francia, España, Australia, México, India, Argentina, Argelia y Portugal. Geocronológicamente, se posicionan preferencialmente en el Proterozoico inferior y superior, Paleozoico superior y todo el Mesocenozoico. Depósitos intramagmáticos y anatécticos. Se identifican como Uranio porfídico. Se originan por diferenciación tardía de magmas graníticos. Suelen estar acompañados por diques aplíticos y filones pegmatíticos. La depositación se produce por cristalización del magma. La modificación de la yacencia original puede darse por sobreimposiciones de yacimientos secundarios supérgenos. Se los encuentra en una amplia distribución geográfica: SO de África (Rossing), Canadá (Charlebois, Lake Area), Australia (Crockerwell), Sudáfrica (Palabora), Brasil (Serido). Depósitos de uranio supérgeno. La roca fuente puede ser de cualquier naturaleza, pero con un contenido anómalo de uranio lábil. Este es transportado como iones complejos de uranilcarbonato en aguas meteóricas superficiales o freáticas. La precipitación se da como U+6, normalmente por perdida de H2O y CO2 de la solución portadora. Se presenta sólo como carnotita y asociado a arenas, arcillas y carbonato autígeno. Se forma en medio oxidante con depresiones planas, paleocauces, etc., rellenados con depósitos aluvionales o de suelos cenozoicos cementados por carbonato de calcio, sulfato de calcio, calciomagnesio, etc. (calcreta, gipcreta). La estabilidad de estos depósitos esta controlada por cambios climáticos e hidrodinámicos. Estos depósitos aparecen frecuentemente asociados a un Basamento con estabilidad tectónica y relieves peniplaniciados durante el cenozoico, con desarrollo de drenaje internos aluviales y presencia de condiciones litológicas, climatológicas y geoquímicas favorables. Son de relativo reciente descubrimiento en Australia (Yeelirrie) y Sudamérica. TABLA 2: CLASIFICACIÓN DE LOS DEPÓSITOS DE URANIO (DAHLKAMP). Sincronismo Origen Roca Caja Conglomerados Sedimentario Esquistos negros Fosfatos Singenético Tobas ácidas Magmático Peralcalinas Sienitas Carbonatitas Alaskitas Ejemplo Elliot Lake (Canadá) Witwaterand (S.A.) Randstad (Suecia) Florida (USA) Cabindo (Angola) Wyon (USA) Cotaje (Bolivia) Ilimaussaq (Groenlandia) Phalaborwa (S.A.) Rössing (SW-África) 8 Sincronismo Origen Roca Caja Pegmatítico Alkali-Granitos Ejemplo Ross Adams (USA) Filitas Esquistos Bingham (USA) (Cu-porfírico) Forstau (Austria) Portugal Calco Silicatos Mary Kathleen (Australia) Granitos Metamórfico Contacto metasomático Epigenético Magmático Supérgeno Pegmatitas Vetas hidrotermales Tipo vetas Areniscas Calcreta Lignitos Fosfatos / Karst Bancraft (Canadá) Schwarzwalder (USA) Rabbit Lake (Canadá) Western USA Yeslirie (Australia) N-S Dakota (USA) Bakouma (ZAR) MINERALES DE URANIO Actualmente se conocen alrededor de 100 especies minerales que poseen uranio como constituyente principal. Además, hay un cierto número de minerales que contienen este elemento en pequeñas proporciones. Se asocia particularmente con el Torio (Th) en la constitución de muchas especies, el cual también es radiactivo. Con respecto a otros, la radiactividad de los minerales de uranio (y torio) hace fácil una primera ubicación en el campo con instrumental específico. Además, varias especies minerales de uranio, entre los llamados “minerales amarillos” presentan el fenómeno físico de emitir luz cuando son iluminados con luz ultravioleta (fluorescencia). Estos presentan un aspecto pulverulento o fibroso muy fino o masivo. Los minerales más comunes son: Óxidos: Uraninita y pechblenda Óxidos Hidratados: Becquerelita y gummita Óxidos Complejos: Brannerita y davidita. Silicatos: Autunita y torbernita. Vanadatos: Carnotita y tyuyamunita. Sistemáticamente se pueden dividir en dos grandes grupos: I- Minerales con U4+, y II- Minerales con U6+. MINERALES CON U4+ Se los denomina generalmente como “minerales negros”, dado que la mayoría presenta tonos dentro de la gama del negro. En el uso diario, este término hace referencia a uraninita y coffinita. Dentro de este grupo se consideran cuatro subgrupos: a) óxidos, b) óxidos múltiples, c) silicatos, y d) fosfatos. TABLA 3: GRUPO DE MINERALES CON U4+ Subgrupo Óxidos simples Características Ocurrencia Mineral Combinación con O, Depósitos en serie isomorfa con pegmatíticos 9 Uraninita y Ejemplos argentinos San Miguel y El Quemado, Salta. Subgrupo Características Th (uraninita torianita) Óxidos múltiples Ocurrencia Mineral - vetas hidrotermales. En sedimentos como procesos de lixiviación, transporte y Pechblenda depositación (uraninita (pechblenda). microcristalina) Como reemplazo de niobio, tantalio y titanio. En menor proporción de zirconio, estaño y wolframio. Pegmatitas. El Quemado, Salta. Cerro Blanco, Serie niobitaCórdoba. Sierra de tantalita la Estanzuela, San Luis. Yacimiento Dr. Baulíes, Sierra Pintada, Mendoza. Coffinita Silicatos Fosfatos Pegmatitas Por reemplazamiento Pegmatitas. Tierras raras Zircón reemplazos) Allanita reemplazos) Monacita reemplazos Ce) Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-NC ILUSTRACIÓN 6: URANINITA. 10 Ejemplos argentinos Cerro Blanco, Sierra de Comechingones, Córdoba. La Niquelina (vetas) y Don Otto (sedimentario), Salta. Los Reyunos, Sierra Pintada, Mendoza. Urcal, La Rioja. (en (en Sierra de Rangel, (en Salta. Sierra de por Valle Fértil, San Juan. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 7: PECHBLENDA EN CORTE PULIDO. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY ILUSTRACIÓN 8: COFFINITA EN UNA ARENISCA. MINERALES CON U6+ Este grupo es denominado como “de minerales amarillos” por la predominancia de este color. Aunque también incorpora de colores naranja, verde y blanco. Normalmente conforma el ion uranilo UO22+ que se combina con diversos aniones. TABLA 4: GRUPO DE MINERALES CON U6+ Subgrupo Características Ocurrencia Mineral Bequerelita Óxidos Agregados Primer estadio pulverulentos de de alteración de diversas especies la uraninita. (gummita). Clarkeíta Fourmarierita Masuyita 11 Ejemplos argentinos San Santiago, La Rioja. San Sebastián, La Rioja. Cerro Blanco, Córdoba. Los Chañares, Mendoza. Subgrupo Carbonatos Características Ocurrencia Mineral Schroeckingerita Tonos verdes muy intensos. Algunos muy fluorescentes. Bayleyta Andersonita Zippeíta Sulfatos Raros. En la parte inferior de la zona de oxidación. Johannita Uranopilita Autunita (común en menas) Fosfatos Hábito micáceo. Verdes a verdeazulados. Comúnmente fluorescentes, con verde intenso. Fosfuranilita Uranilo asociados a cationes de calcio, cobre y plomo. Metaautunita Metatorbernita Torbernita Renardita Metazeunerita Arseniatos Uranilo Frecuente en asociado a series isomorfas cationes de con fosfatos. calcio, cobre, bario y potasio. Troeggerita Uranospinita Zeunerita Vanadatos Como masas Sedimentos pulverulentas de donde el uranio color amarillo, está asociado a 12 Carnotita Ejemplos argentinos Don Otto, Salta. Los Adobes, Chubut. Huemul, Mendoza. Huemul, Mendoza. Huemul, Mendoza. Huemul, Mendoza. Don Bosco, Salta. Huemul, Mendoza. Yacimientos del Valle del Tonco, y en pegmatitas de El Quemado, Salta. Yacimientos del Valle del Tonco, Salta. Los Adobes, Chubut. Ídem autunita. El Pelado, Salta. El Pelado, Salta. Laguna Sirven, Santa Cruz. Cerro Blanco, Córdoba. San Sebastián, La Rioja. Providencia, Salta. La Primera, Neuquén. El Carrizal, San Juan Los Chañares, Mendoza. San Santiago, La Rioja. Yacimientos del valle del Tonco, Salta. El Subgrupo Silicatos Molibdatos Seleniatos Ejemplos argentinos amarillo verdoso, materia orgánica Pedregal, La o verde. o bancos Rioja. limoarcillosos. Don Otto, Metatyuyamunita Salta. Urcal, La Rioja. Huemul, Sengierita Mendoza. Don Otto, Tyuyamunita Salta. Urcal, La Rioja. Don Otto, Salta. Los Uranofano Adobes, (común en zonas de Chubut. El oxidación) Pedregal, La Rioja. San Ramón, Betauranofano Córdoba. La Silicatos Porota, La Rioja. hidratados que San Sebastián, además de uranio La Rioja. Boltwoodita poseen calcio, Pegmatita potasio, Ángel, Córdoba. Asociados a magnesio, cobre y Huemul, óxidos Cuproklodowskita plomo. Masas Mendoza. hidratados. pulverulentas de El Pedregal, La grano fino o fibras Kasolita Rioja. muy delgadas. Ranquil-có, Colores de Mendoza. San amarillo a verde. Ranquilita Sebastián, La Rioja. San Sebastián, La Rioja. Sklodowskita Huemul, Mendoza. Providencia, Soddyta Salta. No reconocidos Raros. Escasos. en Argentina. No reconocidos Raros. en Argentina. Características Ocurrencia 13 Mineral Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 9: AUTUNITA. A: LUZ NATURAL. B: LUZ ULTRAVIOLETA. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 10: TORBERNITA. 14 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 11: CARNOTITA. ARIBA: LUZ NATURAL. ABAJO: ULTRAVIOLETA. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 12: TYUYAMUNITA. 15 Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-SA ILUSTRACIÓN 13: BETA-URANOFANO. DETECTORES DE RADIACION El desarrollo de la electrónica ha permitido brindar al prospector, o analista, las herramientas necesarias para que la actividad radiactiva sea detectable y medible. Se han diseñado instrumentos que reaccionan ante los distintos tipos de partícula o radiación electromagnética recibida, y las transforman en impulsos eléctricos que amplifican hasta hacerlos medibles. Pueden ser de lectura integrada o discriminada. En este último caso, filtran las lecturas de energías y permiten discernir entre los elementos radiactivos fuentes. A estos instrumentos se les denomina espectrómetros discriminadores. A continuación, un resumen de los equipos más comunes. Objetivo Partícula alfa Partícula beta Radiación gamma Sensor Equipo Uso Cristal de silicio Prospección adosado a lamina Detector de barrera emanométrica metálica. (detección de gas Cámara de aire con Cámara de Radón) un electrodo. ionización. Monocristal de antraceno. Geiger-Müller Poliestireno. Poliviniltolueno. Primera etapa de prospección. No diferencia entre Integrador radiaciones recibidas y suma todas dando un solo conteo. Ioduro de sodio En perforaciones. activado con talio. Trabaja con un rollo Perfilador gamma de cable y un (integrador) cuentametros. Permiten el perfilaje continuo del pozo. Prospección Monitor portátil uranífera. Son 16 Objetivo Sensor Equipo Uso equipos livianos y robustos. Permiten adosar colimador. Ciertos equipos permiten discriminar las fuentes de radiación. Para prospección aérea (helicóptero, avión) o autotransportada (camiones, barcos). Cristales de gran Suelen emplearse volumen (conjunto de varios cristales, que cristales) trabajan en conjunto. Normalmente trabajan discriminando las fuentes de radiación. TECNICAS DE PROSPECCION Y EXPLORACION En concordancia con las técnicas de exploración de Uranio realizadas en diversas partes del mundo, de preferencia se debe utilizar la técnica radiométrica, por sus grandes pruebas de eficacia y resultados positivos en el descubrimiento de grandes yacimientos de minerales de Uranio. Debe seguirse un orden metodológico que permita un desarrollo lógico de las actividades, sin superposiciones de actividades y tomando en consideración la variable económico-financiera al momento de asumir un proyecto y decidirse por las técnicas utilizadas durante su desarrollo. A continuación, se detalla una de las metodologías empleadas, en este caso la propuesta por la Organización Latinoamericana de Energía (OLADE). 1. Recopilación y evaluación de la información existente. Esto implica colectar bibliografía técnica, cartografía, fotografías, imágenes satelitales, etc. Información que deberá analizarse, y permitirá jerarquizar áreas para la exploración inmediata. 2. Reconocimiento geológico regional Campañas que permitan conocer rasgos geológicos favorables, las vías de acceso y los rasgos topográficos de la región. 3. Selección de áreas. Que tengan rasgos o características que indiquen la posible existencia de un yacimiento de uranio: zonas de alteración, litología, estructuras, mineralizaciones, etc. 4. Desarrollo de la exploración Consta de una serie consecutivas de etapas, que pueden abandonarse cuando las etapas previas no hayan dado buen resultado. 4.1. Selección y aplicación de la técnica adecuada. En este aspecto se recomienda el método radiométrico como una de las primeras técnicas de investigación a utilizar ya que, por las características del uranio, es el método más efectivo de su prospección. A nivel mundial ha comprobado su eficacia. 17 Es recomendable utilizar de manera preferente el método aerorradiométrico y subordinadamente la forma autotransportada. ILUSTRACIÓN 14. MÉTODO AERORRADIOMÉTRICO. ILUSTRACIÓN 15: ESPECTRÓMETRO AUTOTRANSPORTADO. FUENTE: HTTPS://INTA.GOB.AR. En el supuesto caso que las condiciones del terreno o circunstancias especiales del lugar impidan el empleo de esta metodología, podrían utilizarse técnicas alternativas como es la geoquímica, emanometría, etc. Sin embargo, a nivel regional estas técnicas presentan más desventajas que ventajas. El método geoquímico, aunque puede conducir a resultados positivos, requiere de personal altamente especializado, laboratorios adecuados con instrumentación y materiales costosos, y en la interpretación de los resultados, deben tomarse en cuenta factores numerosos y complejos. Los programas de exploración directa basados en anomalías emanométricas (para detección de gas radón, nucleido hija del uranio) han dado resultados negativos, produciendo anomalías falsas o no detectando 18 anomalías descubiertas por otras técnicas. Los métodos geobotánicos, en el caso del Uranio, están confinados al reconocimiento del Astragalus, que es una planta acumuladora de Selenio y no puede considerarse como técnica efectiva. En la exploración aeroradiométrica es conveniente utilizar espectrómetros complementados con cámara fotográfica, sistema de posicionamiento y magnetómetro. Los vuelos radiométricos son sistemáticos y/o detallados. Los vuelos sistemáticos cubren el 60% de la superficie en tanto que los detallados el 100%, estando estos últimos sujetos a los resultados positivos de los primeros. Con este método, se obtienen planos con la configuración radiométrica de los diferentes canales; Uranio, Torio, Potasio y cuenta total, así como las relaciones entre ellos. En dichos planos se reflejarán los valores anómalos. 4.2. Verificación terrestre de anomalías descubiertas. Esta operación consiste en el examen superficial del área anómala con detectores radiométricos portátiles, para determinar naturaleza, forma, tamaño y comportamiento de la zona de anomalía. La investigación geológica implica determinación de roca huésped, control geológico de la anomalía y todos los aspectos relativos al proceso de mineralización. Estos estudios determinan si la anomalía es causada por mineralización de Uranio, así como los trabajos procedentes a realizar. ILUSTRACIÓN 16: MONITOR PORTÁTIL INTEGRADOR. ILUSTRACIÓN 17: MONITOR PORTÁTIL DISCRIMINADOR. FUENTE: HTTP://PANORAMA-MINERO.COM . 19 4.3. Levantamiento detallado de las anomalías Si la anomalía verificada presenta el grado de interés suficiente, se realizan estudios detallados del área, los que fundamentalmente consisten en hacer levantamientos geológicos, topográficos y radiométricos a escala adecuada (grillado). La información obtenida en esta etapa dará idea de: • • • • Conocimiento del control geológico de la mineralización. Distribución superficial de la anomalía. Comportamiento de la mineralización en superficie. Características topográficas del terreno. ILUSTRACIÓN 18: DISTRIBUCIÓN SUPERFICIAL DE LAS ANOMALÍAS. FUENTE: HTTPS://WWW.RESEARCHGATE.NET. Mediante estos datos se estará en posibilidad de programar la exploración directa procedente. 4.4. Exploración directa Proporciona el conocimiento del yacimiento mineral desde la superficie del terreno hasta la profundidad que alcance en el subsuelo, lo cual se obtiene mediante programas de perforación y obras mineras. Dependiendo de las características propias de la anomalía superficial, de la interpretación del fenómeno mineralizante y naturaleza del terreno, se seleccionará la aplicación de cualquiera de las dos técnicas de exploración. Considerando la premura del conocimiento del yacimiento, es preferible la perforación y subordinadamente las obras mineras. Según la información que se desea obtener, les perforaciones pueden ser de reconocimiento, sistemática y de muestreo. Las perforaciones de reconocimiento son proyectadas en las zonas de estudio, con separación amplia entre sí y a profundidades variables para dar idea de la continuidad de la mineralización tanto a lo largo y ancho de las estructuras, así como a profundidad, se ejecutan con recuperación de testigos de roca. Las perforaciones sistemáticas se programan, en base a los resultados de la perforación de reconocimiento. Éstas se ubican a mallas más cerradas de acuerdo con las formas, dimensiones, 20 actitud, espesores y leyes de los cuerpos mineralizados. Normalmente estas perforaciones son rápidas y de bajo costo. Se recupera polvo de roca. Es importante que en los pozos resultantes se lleven a cabo sondeos gammamétricos y otros adecuados. Las perforaciones de muestreo se hacen con máquinas rotatorias de diamante recuperando testigos. Debido al elevado costo de operación, estas perforaciones se programas estratégicamente, obteniendo muestras solamente en los intervalos mineralizados. Tienen por objeto determinar las leyes del mineral, características mineralógicas y petrográficas, además de proporcionar una muestra representativa del yacimiento para pruebas metalúrgicas. Una práctica frecuente es hacer mediciones radiométricas sobre los testigos de roca, o con sondeos de pozo, y a su vez enviar muestras al laboratorio para análisis cuantitativos. Con los resultados se elaboran rectas de correspondencias radiactividad/tenor de U. De mucha utilidad para aproximarnos a los contenidos de uranio cuando se realizan tareas prospectivas en el campo. ILUSTRACIÓN 19: RECTA DE CORRESPONDENCIA EMPLEADA PARA ESTIMACIONES DE CAMPO. 4.5. Desarrollo del yacimiento En esta etapa de la exploración debe obtenerse: • • • La morfología del yacimiento para decidir el tipo de explotación Determinar las especies minerales de la mena y la ganga para decidir el método de metalurgia. Conocer la concentración en que ocurre la mineralización para determinar, en toneladas, las reservas encontradas Con estos datos se procederá a realizar el Estudio de Factibilidad y el Cálculo Económico de la operación. Situación que pone a un proyecto en otra etapa de su desarrollo minero. 21 BIBLIOGRAFIA - Belluco, A.Y Rodriguez, E. Selección De Áreas Geológicas Favorables Y Geología Del Uranio. Curso Latinoamericano De Capacitación Para La Prospección Y Exploración De Yacimientos De Uranio. Tomo I. Buenos Aires, 1978. - Liendo, A. Prospección Geofísica De Los Radioelementos. Trabajo especial de grado. Universidad Central de Venezuela. 2003 -Olstein, R. Y Muset, J. Instrumental Radimétrico - Principios Y Operaciones. Curso Latinoamericano De Capacitación Para La Prospección Y Exploración De Yacimientos De Uranio. Tomo II. Buenos Aires, 1978. -Toubes, R. Los Minerales De Uranio. Curso Latinoamericano De Capacitación Para La Prospección Y Exploración De Yacimientos De Uranio. Tomo I. Buenos Aires, 1978. ENLACES DE INTERNET • El uranio y su extracción https://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/el-uranio-y-su-extraccion • La economía de la oferta y la demanda de uranio https://www.iaea.org/sites/default/files/23204890307_es.pdf • LA INDUSTRIA DEL URANIO EN ARGENTINA https://www.foroiberam.org/documents/193375/199920/La+industria+del+uranio+en+la+ Argentina/96a71289-4730-4344-b5cb-a4523463af25;version=1.0 • Oferta y demanda de uranio https://www.iaea.org/sites/default/files/20104882434_es.pdf • Situación actual y perspectivas https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/diciembre_2016__informe_especial_de_uranio_0.pdf • The Database on Nuclear Power Reactors https://pris.iaea.org/pris/ • Una mirada al uranio como combustible para la energía nuclear http://www.cab.cnea.gov.ar/ieds/images/extras/hojitas_conocimiento/energia/113_114_e nergia_lopez_urario_comb_energia_nuclear.pdf • URANIO. De la prospección a la rehabilitación https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull/bull592_jun e2018_es.pdf • World Distribution of Uranium Deposits https://www.iaea.org/publications/12314/world-distribution-of-uranium-deposits 22
