Ingegneria mineraria: differenze tra le versioni
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L<nowiki>'</nowiki>'''ingegneria mineraria''' è una branca dell'[[ingegneria]] che riguarda
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]].
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 delle miniere. 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.▼
▲Con il processo di
==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)|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].</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].</ref>▼
==Storia==
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'']</ref>▼
▲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 [[
▲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>
La [[Polvere da sparo|polvere nera]] fu usata per la prima volta nell'attività mineraria a [[Banská Štiavnica]], [[Regno di Ungheria]] (odierna [[Slovacchia]]) nel 1627.<ref>Heiss, A.G. & Oeggl, K. (2008). ''Analysis of the fuel wood used in Late Bronze Age and Early Iron Age copper mining sites of the Schwaz and Brixlegg area (Tyrol, Austria)''. ''Vegetation History and Archaeobotany'' 17(2):211–221, Springer Berlino / Heidelberg, [http://dx.doi.org/10.1007/s00334-007-0096-8].</ref> Questa permetteva l'abbattimento della roccia e della terra per allentare e rivelare le vene, il che era molto più veloce degli incendi. La [[rivoluzione industriale]] vide ulteriori progressi nelle tecnologie minerarie, compresi esplosivi migliorati e pompe, montacarichi e trivelle [[Motore a vapore|a vapore]] finché rimasero sicure.▼
▲La [[Polvere da sparo|polvere nera]] fu usata per la prima volta nell'attività mineraria a [[Banská Štiavnica]], [[Regno d'Ungheria (1538-1867)|Regno di Ungheria]] (odierna [[Slovacchia]]) nel 1627.<ref>Heiss, A.G. & Oeggl, K. (2008). ''Analysis of the fuel wood used in Late Bronze Age and Early Iron Age copper mining sites of the Schwaz and Brixlegg area (Tyrol, Austria)''. ''Vegetation History and Archaeobotany'' 17(2):211–221, Springer Berlino / Heidelberg, [
==Stipendio e statistiche==
Secondo un sondaggio,<ref>{{cita web |autore=Susan Kihn |url=http://careerminer.infomine.com/geologist-and-mining-engineer-salaries-in-india/ |titolo=Geologist and Mining Engineer salaries in India |sito=careerminer.infomine.com |accesso=3 agosto 2015 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20150723000338/http://careerminer.infomine.com/geologist-and-mining-engineer-salaries-in-india/ |dataarchivio=23 luglio 2015 |urlmorto=sì }}</ref> sembra che gli ingegneri minerari in [[India]] stiano guadagnando stipendi relativamente alti in confronto a molte altre
===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 Laurea 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==
Il primo stadio dell'attività mineraria inizia con il processo di scoperta ed esplorazione del deposito minerale. Nel processo iniziale di esplorazione dei minerali, tuttavia, è preminente il ruolo dei [[Geologo|geologi]] e degli [[Agrimensura|agrimensori]] nello [[studio di prefattibilità]] della futura operazione mineraria. L'esplorazione dei minerali e la stima della riserva attraverso vari metodi di prospezione si fanno per determinare il metodo e il tipo di attività mineraria in aggiunta alla condizione di profittabilità.
Gli ingegneri minerari sono coinvolti nello stadio di scoperta
La scoperta può essere fatta a partire dalle ricerche su mappe di minerali, rapporti geologici accademici o rapporti geologici locali, statali e nazionali. Altre fonti d'informazione includono le analisi di proprietà, i carotaggi
Dopo che un potenziale minerale è stato localizzato, l'ingegnere minerario determina poi le proprietà del minerale grezzo. Questo processo può richiedere l'analisi chimica del minerale per determinare la composizione del campione. Una volta che le proprietà del minerale sono state identificate, il passo successivo è determinare la quantità del minerale grezzo. Ciò implica determinare l'estensione del deposito nonché la purezza del minerale.<ref>Gordon G. Gumble, et al., ''SME: Mining Engineering Handbook'', 2ª ed., volume 1, C1992, "Sample Preparation and Assaying", pp. 327–332, ISBN 0-87335-100-2</ref> L'ingegnere esegue carotaggi aggiuntivi per trovare i limiti del deposito o giacimento e calcola la quantità di materiale pregiato presente nel deposito.
Una volta che l'identificazione del minerale e l'ammontare della riserva è stato ragionevolmente determinato, il passo successivo è determinare la [[Studio di fattibilità|fattibilità]] del recupero del deposito minerale. Uno studio preliminare poco dopo la scoperta del deposito esamina le condizioni mercato quali l'offerta e la domanda del minerale, l'ammontare di minerale grezzo che occorre spostare per recuperare una certa quantità di quel minerale, nonché l'analisi del costo associato all'operazione. Questo studio di prefattibilità determina le probabilità che il progetto minerario sia profittevole; se lo è allora si intraprende un'analisi più approfondita del deposito. Dopo che l'intera estensione del corpo minerale è conosciuta ed è stata esaminata dagli ingegneri, lo studio di fattibilità esamina il costo dell'investimento di capitale iniziale, i metodi di estrazione, il costo dell'impresa, la lunghezza stimata del tempo di recupero del capitale investito, il fatturato lordo e il margine di profitto netto, qualsiasi possibile prezzo di rivendita della terra, la vita totale della riserva, il valore totale della riserva, l'investimento in progetti futuri e il contratto del proprietario o dei proprietari del terreno. In aggiunta, si considerano l'impatto ambientale, le rivendicazioni, le possibili ramificazioni legali e tutti i permessi governativi.<ref>Donald W. Gentry, ''SME: Mining Engineering Handbook'', 2ª ed., volume 1, C1992, "Mine Evaluation and Investment Analysis", pp. 387–389, ISBN 0-87335-100-2</ref><ref>T. Alan O'Hara e Stanley C. Suboleski, ''SME: Mining Engineering Handbook'', 2ª ed., volume 1, C1992, "Costs and Cost Estimation", pp. 405–408, ISBN 0-87335-100-2</ref> Questi passi dall'analisi determinano se l'azienda mineraria dovrebbe procedere con l'estrazione di minerali o se il progetto dovrebbe essere abbandonato. L'azienda mineraria può decidere di vendere i diritti sulla riserva a una terza parte piuttosto che sviluppare il progetto essa stessa, oppure la decisione di procedere con l'estrazione può essere posposta indefinitamente fino a quando le condizioni di mercato non diventino favorevoli.
==Operazione mineraria==
Gli ingegneri minerari che lavorano in una miniera
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
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
L'estrazione di superficie implica la creazione di
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
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>▼
▲===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 o vicino alla superficie. 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.
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.
▲L'estrazione di superficie implica la creazione di cave, che è l'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.
▲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.
===Abbattimento con gli esplosivi===
=== Abbattimento senza esplosivi ===
▲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. 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>
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.
▲===Processo minerario===
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>
▲Gli [[esplosivi]] sono usati per spezzare una formazione rocciosa 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 o la produzione del minerale grezzo.
== Note ==
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== Collegamenti esterni ==
* {{en}} [http://www.smenet.org/ SME (''Society for Mining Metallurgy and Exploration'')] ["Società per la metallurgia e l'esplorazione mineraria"], pubblica la rivista mensile ''Mining Engineering''
* {{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}}
* {{cita web|http://www.rudmet.ru/catalog/journals/21/|Scienza e tecnologie minerarie in Russia|lingua=en}}
{{-}}
{{Ingegneria}}
{{Portale|geologia|ingegneria|tecnologia}}▼
{{Controllo di autorità}}
[[Categoria:Ingegneria mineraria| ]]
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