Ingegneria mineraria: differenze tra le versioni

Versione delle 08:34, 16 giu 2020

Versione attuale delle 21:46, 14 set 2025

(25 versioni intermedie di 15 utenti non mostrate)

Riga 1:

[[File:Strip coal mining.jpg|thumb|[[Miniera di carbone]] [[Miniera di superficie|a cielo aperto]] con un camion da miniera in primo piano]]

L<nowiki>'</nowiki>'''ingegneria mineraria''' è una branca dell'[[ingegneria]] che riguarda la pratica, la teoria, la scienza, la tecnologia, le tecniche di [[Estrazioneprospezione (lavoro)geofisica|estrazioneprospezione]], il[[industria mineraria|estrazione]], trasporto e il trattamento delle [[Minerale|materie prime minerali]] (solidi, fluidi, gassosi) energetiche e non energetiche provenienti da un [[Ambiente (biologia)|ambiente]] di tipo naturale. L'ingegneria mineraria è associata a molte altre discipline, quali la [[Metallurgia#Metallurgia di processo|lavorazione dei minerali]] e la [[metallurgia]], la [[chimica industriale]], la [[Meccanica applicata|meccanica]] applicata alle macchine, le [[Macchina|macchine]] e i sistemi energetici, la [[meccanica dei fluidi]], l'[[elettrotecnica]], la [[geologia]], la [[ingegneria geotecnica|geotecnica]], l'[[agrimensura]].

Un ingegnere minerario gestisce tutte le fasi delle operazioni minerarie – esplorazione e scoperta della risorsa minerale, lo [[studio di fattibilità]], la progettazione della [[miniera]] (tecniche di scavo, impianti di ventilazione, impianti per la produzione di aria compressa, impianti di trasporto, impianti di trattamento e trasformazione delle materie prime minerali) o degli impianti per la ricerca la produzione e il trasporto dei fluidi del sottosuolo (idrocarburi, fluidi geotermici, acque), lo sviluppo dei piani, la [[produzione]] e le attività fino alla [[Miniera#Fine cita|chiusura della miniera]].

Riga 7:

Con il processo di estrazione mineraria, si genera una certa quantità di [[rifiuti]] e di materiali antieconomici che sono la fonte primaria dell'[[inquinamento]] nelle vicinanze degli impianti di estrazione (miniere - estrazione di fluidi nel sottosuolo - ecc.). Le attività minerarie per loro natura causano una perturbazione dell'[[ambiente naturale]] nel quale e intorno al quale sono localizzati i [[minerali]]. Gli ingegneri minerari devono perciò occuparsi non solo della produzione e della lavorazione dei [[prodotti minerari]], ma anche della mitigazione dei danni all'ambiente sia durante sia dopo l'attività mineraria in conseguenza dei cambiamenti apportati all'area interessata.

==Storia dell'ingegneria mineraria==

Dai tempi [[Preistoria|preistorici]] al presente, l'[[estrazione mineraria]] ha giocato un ruolo significativo nell'esistenza della [[razza umana]]. Fin dall'inizio della civiltà la gente ha usato la [[Roccia|pietra]] e la [[ceramica]] e, in seguito, [[Metallo|metalli]] trovati su o vicino alla superficie della Terra. Questi furono usati per fabbricare i primi [[Utensile|utensili]] e le prime [[Arma|armi]]. Ad esempio, la [[selce]] di alta qualità trovata nella [[Francia]] settentrionale e nell'[[Inghilterra]] meridionale fu usata per accendere il [[fuoco]] e per rompere la roccia.<ref>Howard L. Hartman, ''SME Mining Engineering Handbook'', Society for Mining, Metallurgy, and Exploration Inc, 1992, p. 3.</ref> Miniere di selce sono state trovate in aree [[Creta (roccia)Argilla|cretose]] dove i filoni della pietra erano seguiti sottoterra da pozzi e gallerie. La più antica miniera nei registri archeologici è la ''Lion Cave'' ("Caverna dei Leoni") nello [[Swaziland]]. In questo sito, che il [[metodo del carbonio-14]] indica essere antico di 43.000 anni, gli esseri umani [[Paleolitico|paleolitici]] estraevano l'[[ematite]] minerale, che conteneva [[ferro]] ed era macinata per produrre il [[pigmento]] rosso [[ocra]].<ref>Swaziland Natural Trust Commission, "Cultural Resources – Malolotja Archaeology, Lion Cavern", consultato il 27 agosto 2007, [http://www.sntc.org.sz/cultural/malarch.asp] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160303221001/http://www.sntc.org.sz/cultural/malarch.asp |datedata=3 marzo 2016 }}.</ref><ref>Peace Parks Foundation, "Major Features: Cultural Importance." Republic of South Africa: Author. Consultato il 27 agosto 2007, [http://www.peaceparks.org/story.php?mid=168&pid=148] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081207102130/http://www.peaceparks.org/story.php?mid=168&pid=148|date=7 dicembre 2008}}.</ref>

Gli [[Antica Roma|antichi Romani]] furono innovatori dell'ingegneria mineraria. Essi svilupparono metodi di estrazione su larga scala, forse soprattutto l'uso di grandi volumi d'acqua portati alla galleria della miniera da numerosi [[Acquedotto|acquedotti]] per l'[[abbattimento idraulico]]. La roccia esposta veniva poi attaccata appiccando incendi, che erano usati per riscaldare la roccia, che sarebbe stata raffreddata con un flusso d'acqua. Lo [[stress termico]] spaccava la roccia, consentendo di rimuoverla. In alcune miniere i Romani utilizzarono macchine azionate ad acqua come le ruote idrauliche inverse da sopra. Queste furono usate estesamente nelle miniere di [[rame]] presso il [[Tinto|Rio Tinto]] in Spagna, dove una sequenza comprendeva 16 di tali ruote disposte a coppie, che sollevavano l'acqua a circa 24 m.<ref>[http://www.romans-in-britain.org.uk/raw_mining.htm ''The Romans in Britain: mining''] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100720073131/http://www.romans-in-britain.org.uk/raw_mining.htm |data=20 luglio 2010 }}</ref>

Riga 18:

===Situazione In Italia===

Per quanto riguarda l'[[Italia]], da quando il corso di laurea in Ingegneria mineraria è stato soppresso dagli ordinamenti universitari statali nel 1989, non si hanno più statistiche relative a questo tipo di specializzazione. Con i progetti futuri riguardo la cosiddetta "Transizione energetica", che comporterà la necessità di reperire, trattare e trasformare quantità importanti di materie prime minerali anche critiche, negli ambienti professionali e non solo, inizia ad esserci molta preoccupazione sia per la riduzione - o addirittura la completa soppressione come è avvenuto in Italia - dei corsi universitari a forte specializzazione in ingegneria mineraria, sia per la riduzione di studenti interessati a questo tipo di specializzazione<ref>{{Cita web|url=https://energiaoltre.it/perche-e-sempre-piu-difficile-trovare-gli-ingegneri-minerari-di-cui-ha-bisogno-il-mondo-green/|titolo=Perché è sempre più difficile trovare gli ingegneri minerari di cui ha bisogno il mondo green|autore=Sebastiano Torrini|sito=Energia Oltre|data=2023-09-02|lingua=it-IT|accesso=2024-01-25}}</ref>. A partire dall'anno accademico 2017/2018 il [[Politecnico di Torino]] ha riattivato un corso di [[Laurea magistrale]] in Ingegneria mineraria, al momento il solo sull'intero territorio nazionale.<ref>Corso di LauraLaurea Magistrale in Petroleum and Mining Engineering, Politecnico di Torino, https://didattica.polito.it/laurea_magistrale/petroleum_and_mining_engineering/it/mining_engineering {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20171202052608/https://didattica.polito.it/laurea_magistrale/petroleum_and_mining_engineering/it/mining_engineering |date=2 dicembre 2017 }}</ref>

==Esplorazione dei minerali==

Riga 39:

L'attività di estrazione mineraria richede diversi metodi di estrazione a seconda della [[mineralogia]], della [[geologia]] e della localizzazione delle risorse. Caratteristiche come la [[Scala di Mohs|durezza del minerale]], la sua [[Strato (geologia)|stratificazione]] e la sua accessibilità determineranno il metodo di estrazione.

Generalmente, l'estrazione mineraria è fatta o dallain superficie o sottoterrain sotterraneo. Essa può avvenire anche con operazioni sia in superficie sia sottoterra che hanno luogo sulla stessa riserva. L'attività mineraria varia in base a quale metodo è impiegato per rimuovere il minerale.

==Estrazione mineraria di superficie==

L'[[Miniera di superficie|estrazione di superficie]] comprende il 90% della produzione minerale mondiale. Chiamata anche coltivazione a cielo aperto, l'estrazione mineraria di superficie consiste nel rimuovere i minerali in formazioni che sono in oposizione vicino alla superficiesuperficiale. Il recupero del minerale grezzo è fatto mediante rimozione del materiale dalla terra nel suo stato naturale. L'estrazione mineraria di superficie spesso altera le caratteristiche della terra, la forma, la [[topografia]] e la composizione geologica.

L'estrazione di superficie implica la creazione di cave,scavi chea ècielo laperto, ossia dell'escavazione di minerali per mezzo di macchinari che tagliano, spaccano e rompono. Di solito si usano gli [[esplosivi]] per facilitare la rottura. I minerali duri come il calcare, la sabbia, la ghiaia e l'ardesia sono generalmente cavati mediante una serie di terrazzi detti gradoni.

L'estrazione (o coltivazione) a cielo aperto previo sbancamento è fatta su minerali più teneri come le argille e il fosfati, che sono rimossi attraverso l'uso di pale meccaniche, bulldozer cingolati e pale caricatrici anteriori. Anche i giacimenti più teneri di carbone possono essere estratti in questo modo.

Con la coltivazione di giacimenti alluvionali (in inglese ''placer mining''), i minerali possono essere rimossi anche dal fondo di laghi, fiumi, torrenti e perfino dall'oceano attraverso l'estrazione mineraria subacquea mediante dragaggio. In aggiunta, l'estrazione mineraria ''[[in situ]]'' può essere fatta dalla superficie usando agenti solventi sul corpo minerale e recuperando il minerale grezzo mediante pompaggio (es. Zolfo). Il materiale pompato è poi messo a lisciviare per un ulteriore trattamento. L'estrazione mineraria o coltivazione idraulica è utilizzata in forma di getti d'acqua per lavare via o lo strato sterile o lo stesso minerale grezzo.<ref>Ernest Bohnet, ''SME: Mining Engineering Handbook'', 2ª ed., volume 2, C1992, "Surface Mining: Comparison of Methods", pp. 1529–1538, ISBN 0-87335-100-2</ref>

Per quanto riguarda la coltivazione dei giacimenti di [[idrocarburi]] e più in generale dei fluidi nel sottosuolo, le tecniche di estrazione sono diversificate a seconda del tipo [[Trappola stratigrafica|trappola geologica]] e del tipo di fluido in essa contenuto.

==Processo minerario==

===Abbattimento con gli esplosivi===

===Esplosione===

GliIn un processo di coltivazione mediante [[esplosivi]], questi sono usati per spezzaredisgregare unala formazione rocciosaroccia e contribuire alla raccolta di minerale grezzo in un processo coltivazione mediante esplosivi. La coltivazione mediante esplosivi utilizza il calore e l'immensa pressione degli esplosivi detonati per frantumare e fratturare una massa rocciosa. Il tipo di esplosivi usati nell'estrazione mineraria sono gli [[Esplosivo|esplosivi ad alto potenziale]] che possono variare nella composizione e nelle proprietà di rendimento. L'ingegnere minerario è responsabile della selezione e della corretta collocazione di questi esplosivi, al fine di massimizzare efficienza e sicurezza. La coltivazione mediante esplosivi avviene in molte fasi del processo minerario, come lo sviluppo delle infrastrutture (gallerie e pozzi) o la produzione del minerale grezzo (coltivazione).

=== Abbattimento senza esplosivi ===

In questo processo il minerale viene disgregato mediante l'uso di frese e tagliatrici. Queste macchine sono dotate di grossi tamburi o catene munite di denti in [[widia]] e macinano letteralmente la fronte di scavo. Il materiale abbattuto viene convogliato mediante [[Nastro trasportatore|nastri trasportatori]] ai punti di estrazione nel caso si lavori in sotterraneo, oppure a zone di stoccaggio. Minerali che possono essere estratti in questo modo sono ad esempio: [[carbone]], [[Halite|salgemma]], sali potassici etc.

== Scuole di ingegneria mineraria nel mondo ==

Un elenco parziale di università e scuole professionali nel mondo con un corso di studi in ingegneria mineraria e simili<ref>{{Cita web|url = http://www.edumine.com/educational-resources/mining-schools/|titolo = Mining Schools Around the World - EduMine|accesso=12 febbraio 2016|sito = EduMine|urlarchivio = https://web.archive.org/web/20160214211504/http://www.edumine.com/educational-resources/mining-schools/|dataarchivio = 14 febbraio 2016|urlmorto = sì}}</ref>

== Note ==

Riga 74 ⟶ 77:

* {{cita web|1=http://stats.bls.gov/oco/ocos035.htm|2=Dipartimento del Lavoro degli Stati Uniti: ''Ingegneri minerari e geologici''|lingua=en|accesso=3 agosto 2015|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20050206160134/http://stats.bls.gov/oco/ocos035.htm|dataarchivio=6 febbraio 2005|urlmorto=sì}}

* {{cita web|http://www.mining-technology.com/|Mining-Technology.Com|lingua=en}}

* {{cita web|1=http://www.bgs.ac.uk/laboratories/mineralogy/industrial.html|2=Lavorazione dei minerali del ''British Geological Survey''|lingua=en|accesso=3 agosto 2015|dataarchivio=16 marzo 2009|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090316051640/http://www.bgs.ac.uk/laboratories/mineralogy/industrial.html|urlmorto=sì}}

* {{cita web|1=http://www.madenmuhendisleri.org|2=Ingegneri minerari turchi|lingua=en|accesso=9 novembre 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190322092118/http://www.madenmuhendisleri.org/|dataarchivio=22 marzo 2019|urlmorto=sì}}

* {{cita web|1=http://www.turkishmining.net|2=Proprietà dell'esplorazione mineraria in Turchia|lingua=en|accesso=13 febbraio 2020|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20090525044124/http://www.turkishmining.net/|dataarchivio=25 maggio 2009|urlmorto=sì}}