Historia general de la minería y metalurgia de civilizaciones antiguas y su desarrollo en el tiempo. Primeras menas de mineral, primeros productos obtenidos a partir de minerales metálicos. Conclusiones respecto al uso intensivo de los metales y el desarrollo tecnológico que le permitió a la civilización, para distintos fines.

1. UNIVERSIDAD SAN SEBASTIÁN
INGENIERÍA CIVIL EN MINAS
Año 2021 – Segundo Semestre
GEOLOGÍA APLICADA A LA MINERÍA
Presentación 01:
Hitos de la Historia de la Minería y Metalurgia en el Mundo
Preparada por:
VLAMIR MUÑOZ PAVLOV
Geólogo y Magister en Ciencias Mención Geología
vlamir.docencia2021@gmail.com

2. Evolución de la Humanidad

3. Sílex usada como Puntas de Flecha en la Prehistoria

4. Sílex o Pedernal
El sílex, también llamado tradicionalmente pedernal, es un material heterogéneo, es decir,
no es propiamente un mineral sino una roca.
Puede estar formado por una mezcla de minerales silíceos, como cuarzo en forma
Microcristalina, cuarzo en forma criptocristalina fibrosa (calcedonia), moganita y ópalo, en
proporciones que dependen del yacimiento o incluso del punto concreto del que se ha
extraído dentro de un mismo yacimiento.
Junto con los minerales silíceos se pueden encontrar también los minerales como calcita,
anhidrita, dolomita y minerales de la arcilla, especialmente sepiolita. También puede
contener restos de fósiles. El sílex se forma por diagénesis y también reemplazo o alteración
de rocas sedimentarias preexistentes, formando nódulos o bandas. Los cherts que se forman
por depositación silícea sedimentaria química también pueden proveer Sílex. La Obsidiana
que es una lava silícea de materia amorfa también se ha usado como Sílex para puntas de
flechas.

5. Primeros usos de los Recursos No Metálicos
• La historia de la minería, mineralogía, y también de la geología, está asociada
inicialmente al uso de los recursos no metálicos.
• En el Paleolítico se usaba preferentemente sílex en sus diferentes variedades,
como pedernal (sílex negro globular), para la fabricación de armas y herramientas.
Además se empleaban otras variedades de cuarzo, incluso calizas duras y
obsidiana.
• También se preparaban las pinturas y pigmentos mediante minerales pulverizados
en agua o en aceites. Algunos de los más usados con estos fines eran hematitas,
pirolusita, oropimente, cinabrio, malaquita y azurita.
• Cuando se agotó la fuente de los trozos de sílex que se encontraban en la
superficie, se buscó en el subsuelo, mediante prospecciones básicas. A finales del
Paleolítico y durante el Neolítico se realizaron pozos y galerías para acceder a los
niveles de pedernal que se encontraban entre la creta (caliza porosa blanda) o
entre las calizas comunes.
• Se han encontrado evidencias de minería primitiva en diversos lugares de Europa
(Francia, Inglaterra, Alemania, Bélgica, etc.) y también en Egipto (Valle del Nilo).
Inclusive en Francia se explotó un sílex del que se tallaban hojas que eran
enviadas a lugares de toda Europa Occidental.

6. Alabastro
Variedad de sulfato de calcio
que se presenta bajo forma compacta que permite ser tallada
pudiendo darle diferentes formas como el caso de estos jarrones egipcios
http://www.sothebys.com/es/auctions/2016/antiquities-n09595.html

7. Arcilla y Cerámica

8. Primeros usos de los Recursos No Metálicos
• La arcilla tiene propiedades plásticas, lo que significa que al humedecerla puede
ser modelada fácilmente. Al secarse se torna firme y cuando se somete a altas
temperaturas aparecen reacciones químicas que, entre otros cambios, causan que
la arcilla se convierta en un material permanentemente rígido, denominado
cerámica.
• Por estas propiedades la arcilla es utilizada para hacer objetos de alfarería, de uso
cotidiano o decorativo. Los diferentes tipos de arcilla, cuando se mezclan con
diferentes minerales y en diversas condiciones, son utilizadas para producir loza,
gres y porcelana. Dependiendo del contenido mineral, la arcilla, puede aparecer en
varios colores, desde un pálido gris a un oscuro rojo anaranjado. Un horno
diseñado específicamente para cocer arcilla es llamado horno de alfarero.
• La humanidad descubrió las útiles propiedades de la arcilla en tiempos
prehistóricos, y los recipientes más antiguos descubiertos son las vasijas
elaboradas con arcilla. También se utilizó, desde la prehistoria, para construir
edificaciones de tapial, adobe y posteriormente ladrillo, elemento de construcción
cuyo uso aún perdura y es el más utilizado para hacer muros y paredes en el
mundo moderno. La arcilla fue utilizada en la antigüedad también como soporte de
escritura. Miles de años antes de Cristo, por cuenta de los sumerios en la región
mesopotámica, la escritura cuneiforme fue inscrita en tablillas de arcilla.

9. Primeras Explotaciones de los Recursos Metálicos
• La necesidad del ser humano por identificarse o diferenciarse, así como la
necesidad de sustituir sus herramientas de piedra, hueso y madera por otras
hechas de materiales mucho más resistentes al calor, al frío y al desgaste, así
como la necesidad de mejorar la capacidad de darle formas a herramientas,
utensilios y armas, lo llevaron gradualmente a la identificación, tratamiento y uso
de los minerales metálicos.
• El hallazgo de los metales en estado nativo marca un importante hito en la
historia de la Humanidad. Junto al oro y la plata, el cobre fue uno de los primeros
metales trabajados masivamente por el hombre, ya que se le puede encontrar en
la naturaleza en estado puro o sea como “cobre nativo”. El cobre fue utilizado
desde finales del Neolítico. para la fabricación de objetos ornamentales y algunos
utensilios domésticos.
• Se denomina metal nativo a cualquier metal que se encuentra en su forma
metálica, y es posible encontrar depósitos nativos de un solo elemento o de
aleaciones. Se pueden agrupar del siguiente modo:
– El grupo de oro: incluye al oro, cobre, plomo, aluminio, mercurio y plata.
– El grupo del platino: incluye al platino, iridio, osmio, paladio, rodio y rutenio.
– Aleaciones naturales que se pueden encontrar en estado nativo: latón,
bronce y amalgamas de plata-mercurio y oro-mercurio..

10. Los Recursos Metálicos: Oro Nativo en Pepitas
• En escala de tiempo geológica, muy pocos metales pueden resistir los procesos de
alteración y meteorización naturales, como la oxidación, por lo que los metales
menos reactivos, como el oro y el platino, se encuentran más frecuentemente como
metales nativos en la superficie.
• Una pepita de oro es una pieza natural de oro nativo. Los cursos de agua a menudo
concentran las pepitas y son recuperadas por la minería de placer o bien una gran
pepita puede ser encontrada fortuitamente en el curso de un río.
• Una gran pepita de las Montañas Kuskokwim de Alaska central. Tamaño: 6.6 x 2.0 x
1.1 cm. Peso: 77 gramos..

11. Los Recursos Metálicos: Oro Nativo en Vetas
Oro nativo (Au)
parcialmente
embebido en ganga
de cuarzo y que es
posible encontrarlo en
vetas auríferas de alta
ley.
El oro se puede
trabajar golpeándolo
o bien fundiéndolo.

12. Los Recursos Metálicos Plata Nativa en Vetas
Plata Nativa (Ag) en una matriz de cuarzo (5 x 3 cm).

13. Los Recursos Metálicos: Cobre Nativo en Vetas
El Cobre nativo (Cu) se puede trabajar
directamente en su estado original, dado su
maleabilidad, o bien es posible fundirlo
para obtener diferentes formas.
Una vez agotado en superficie, entonces
buscaban el cobre nativo por medio de
excavaciones hasta que se descubrió que
fundiendo otros minerales de cobre, como
los formados en condiciones supérgenas,
como sulfatos y óxidos de cobre, o inclusive
también fundiendo los sulfuros, era posible
separar el cobre de los demás elementos.
Es posible que como el cobre nativo se
altera fácilmente si está expuesto en la
superficie, dando origen a oxidados de
cobre, entonces es posible que la fundición
de Cobre Nativo Alterado permitiese
descubrir que también se obtenía Cobre
fundiendo otros minerales.

14. La mayor abundancia relativa de minerales de cobre y la ventaja metalúrgica de que podían
fundirse de manera relativamente simple y a temperaturas alcanzables por métodos
artesanales, permitiendo separar fácilmente el cobre de los otros elementos, hizo de este
metal el predominante por varios milenios dando origen a la denominada Edad del Cobre
Cu2CO3(OH)2
Los Recursos Metálicos: Cobre en zonas Supérgenas o Superficiales

15. A la obtención de Cobre por la Fundición de minerales de Cobre formados en
condiciones de Oxidación, se sumó la obtención de Cobre por Procesamiento de
Sulfuros de Cobre
Los Recursos Metálicos: Cobre en zonas Primarias o Endógenas

16. El desarrollo de la minería y la metalurgia
• El tratamiento metalúrgico más rústico fue inicialmente golpear los metales
nativos, u aleaciones naturales, para darles la forma requerida, como por
ejemplo dejarlos planos como una lámina que se utilizaría para diversos
fines.
• Un hito más importante lo constituyó el descubrimiento y aprovechamiento
de los metales contenidos en los minerales, lo que llevó, cómo método
inicial, al desarrollo de la fundición para obtener el metal de interés,
inicialmente el cobre.
• Paralelamente se fue desarrollando la minería y producción de rocas
ornamentales, como el mármol y otras, así como de aquellas de interés
para la fabricación de objetos de uso cotidiano, como los producidos por la
cerámica.
• Como consecuencia del perfeccionamiento de las técnicas cerámicas, el
ser humano desarrolló la fundición de metales en hornos para vaciarlos en
moldes, lo que permitió fabricar mejores herramientas y en mayor cantidad.

17. Los antiguos egipcios obtenían la mayor parte del cobre de las minas
de Timna, en Aravá, junto al desierto del Néguev.
https://es.wikipedia.org/wiki/Edad_de_los_Metales
La Metalurgia en Egipto

18. La Metalurgia en Egipto
Estatua en cobre del
faraón Pepy I. Siglo
XXIII a. C.

19. La Metalurgia: Cobre y Bronce
• El proceso de adquisición de los conocimientos metalúrgicos fue diferente en
las distintas partes del mundo, siendo las evidencias más antiguas las de
fundición del plomo y el cobre en el VII milenio a.C., en Anatolia, mientras que
en América no hay constancia de fundiciones hasta el I milenio a.C. y en África
el primer metal que se consiguió fundir fue el hierro, durante el II milenio a.C.
pero dicho conocimiento se mantuvo aislado del resto del mundo.
• SI bien el cobre fue el primer metal tratado masivamente, dando origen a la
denominada Edad del Cobre, posteriormente se experimentó con diversas
aleaciones, como la del arsénico y cobre, que produjo cobre arsenicado o
arseniacal. También se desarrollaron las aleaciones de cobre con estaño, lo que
dio lugar al bronce que se impuso ampliamente dando origen a la Edad del
Bronce.
• Los egipcios y los mesopotámicos practicaban la minería subterránea y extraían
minerales que les permitían la preparación de piezas de cobre y posteriormente
de piezas de bronces. Sabían que los bronces de mejor calidad correspondían a
una proporción de 9 partes de cobre por cada una de estaño, aunque también
trabajaban con otras proporciones e, incluso, con otros metales que
modificaban ciertas propiedades.

20. • En Austria, Alemania y diversas partes de Europa se han encontrado restos de
fundiciones de bronce, cuyo estaño se obtenía de casiteritas procedentes de
Inglaterra.
• El desarrollo de la metalurgia europea dio lugar a un activo comercio de
minerales y metales por toda Europa.
La Edad del Bronce: La incorporación del Estaño
La casiterita (SnO2), el principal óxido que
forma el estaño, fue la fuente original más
probable de estaño en la antigüedad. La
casiterita se acumula a menudo en
canales aluviales como yacimientos de
placer debido al en las orillas del
río donde la casiterita suele ser destacarse
por ser negra, morada o de otro color
oscuro, lo que facilitaba la búsqueda de
los primeros exploradores mineros de la
Edad del Bronce.

21. La Metalurgia y las Aleaciones

22. • La esfalerita (ZnS). se transformó en una de las menas relevantes dado que de
aquí se logró el Zinc necesario para fabricar latón correspondiente a una
aleación de Cobre y Zinc.
• También se desarrollaron aleaciones de Cobre – Estaño – Zinc.
La Edad del Bronce: La incorporación del Zinc
La esfalerita o blenda es un
mineral del sulfuro de zinc (ZnS)
que se conoce desde antaño,
aunque en Europa por mucho
tiempo no se sabía como extraer
el Zn de este mineral.
Su semejanza en algunas
variedades con la galena y su
habitual asociación hicieron que
Georgius Agricola le diera, en su
obra De natura fossilium (La
naturaleza de los minerales), el
nombre de galena inanis («galena
inservible»)
Fuente: Wikipedia

23. La Metalurgia y las Aleaciones
• Bronce es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye
su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 %. Las aleaciones
constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón. Además el trabajo de
fundir y martillar las aleaciones mejoraba el producto.
• En base a los hallazgos arqueológicos es posible identificar en Oriente Próximo las
regiones productoras de metales en la Edad Antigua, especialmente las áreas de
prevalencia del bronce arsenioso y del bronce de estaño durante el tercer milenio
antes de Cristo. Así después de la Edad del Cobre se desarrolló de la Edad del
Bronce, dado la mayor dureza y resistencia del bronce.
• El desarrollo de la Minería y la Metalurgia en el año 3.000 A. C. estuvo dominada por
la metalurgia del cobre y con zonas de bronce, según predominio en zonas con
minerales apropiados y/o con artesanos de dichos metales con conocimientos para
fundirlos y trabajarlos, lo que incluía el uso de Arsénico, Cobre, Estaño, Hierro (muy
limitado) Oro, Plata y Plomo obtenidos de diversos minerales.

24. año 3.000 A. C.
Edad del Cobre
con el uso del
cobre ampliamente
difundido y con uso
de bronce y hierro
muy restringido

25. La Edad del Bronce
• Durante la Edad del Bronce, en el Próximo Oriente, se establecieron las bases de las
primeras sociedades complejas, que comenzaron a generar una gran demanda de
estaño para alearlo con cobre, cuya fuente mineral era más abundante y accesible
que los minerales de estaño.
• Los metalúrgicos de estas áreas, para satisfacer ésta necesidad y la de metales
preciosos, debieron de convertirse también en exploradores mineros para encontrar
nuevos yacimientos, así como en comerciantes que ofrecían sus productos a cambio
de las preciadas materias primas minerales.
• Por ejemplo, los sumerios y sus sucesores carecían por completo , en sus dominios,
de minerales metálicos, pero los hallazgos arqueológicos de objetos metálicos
permiten inferir que probablemente importaban minerales de los montes Zagros,
donde se había desarrollado el imperio Elamita, con capital en Susa, y del Cáucaso
donde abundan la malaquita y la casiterita, menas de cobre y estaño respectivamente.
• Durante milenios el bronce fue la aleación básica para la fabricación de armas y
utensilios. Orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y
esculturas. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un
protagonismo relevante en desarrollo del comercio y la economía mundial, facilitando
el intercambio de mercaderías y materias primas.

26. La Herrería y el surgimiento de la Edad del Hierro
El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, sin embargo,
su utilización práctica masiva comenzó solo 2.500 años después del descubrimiento
del bronce. Este retraso no se debe al desconocimiento de este metal, puesto que
los antiguos conocían el hierro y lo consideraban más valioso que cualquier otra
joya, pero se trataba de «hierro meteórico», es decir, procedente de meteoritos. El
hierro meteórico era conocido tanto en Eurasia como en América, pero no se
conocía que el hierro también se podía obtener de los minerales ferrosos.

27. • Durante milenios no hubo ni conocimientos ni tecnología para trabajar minerales
ferrosos dado que el fundirlos requiere más temperatura que los minerales de cobre,
lo que se consigue con hornos especialmente diseñados para ello. Es así que solo se
han encontrado aisladamente objetos arqueológicos de hierro del III y II milenio a.C.
• Las materias primas de estos primeros herreros debieron ser minerales como el
hematites, limonita o magnetita, casi todos óxidos de hierro que eran utilizados para
otros fines, como por ejemplo para ayudar a eliminar impurezas de la fundición del
cobre o como colorantes, por lo que se sospecha que en los hornos de fundición de
cobre y bronce pudieron generarse pequeños residuos de hierro casi puro, a partir de
los cuales comenzaría el conocimiento de la verdadera siderurgia.
• Por textos escritos en tablillas cuneiformes se sabe que los Hititas fueron los primeros
en controlar e, incluso, monopolizar los productos de hierro fabricados a mediados del
2º milenio.
• Cuando el Imperio Hitita fue destruido por los Pueblos del Mar, hacia el 1200 a. C.,
sus herreros se dispersaron por Oriente Medio, difundiéndose su tecnología, de modo
que así comienza paulatinamente la Edad del Hierro en el Próximo Oriente y luego se
expandiría hacia Europa.
Ver video de herrería
La Herrería y el surgimiento de la Edad del Hierro

28. La Metalurgia en el Imperio Romano
Durante el Imperio Romano se explotaron innumerables minas que
suministraron la materia prima para los hornos que, ya bastante
sofisticados, poseían los romanos. Los metales que salían de estos hornos
eran fundamentalmente plomo, hierro, cobre, estaño y bronces. Así, se
inundó el Imperio de piezas metálicas de todo tipo tales como clavos,
espadas, armas y utensilios diversos, entre los que también se incluían el
uso de oro y plata.
El plomo fue empleado para la fabricación de las cañerías que se instalaron
en Roma. El plomo fue extraído de la galenas de la zona Bética. También
de las galenas argentíferas extraían la plata y preparaban pigmentos. Con
el plomo también fabricaban anclas, dado su resistencia a la oxidación, lo
cual ya lo habían empezado a hacer los fenicios cuando explotaron el
plomo de Andalucía, así como las grapas y abrazaderas que empleaban
en la fabricación de recipientes de madera, como por ejemplo en las
barricas de vino.

30. La Metalurgia en China
• La metalurgia china consiguió importantes avances en fechas muy tempranas,
como por ejemplo el pleno desarrollo de la copelación a comienzos de la época de
la dinastía Han (siglo III antes de C.), como procedimiento para el refino del oro y la
plata, mediante su aleación con plomo y la oxidación posterior del plomo fundido
para separarlo del metal precioso.
• En la Antigua China se explica la formación de los yacimientos metalíferos en la
obra "Huai Nan Tseu“ y hacia el año 83 de nuestra era, se inventó la brújula, que se
trataba de una especie de cuchara tallada en magnetita que se apoyaba en una
placa de bronce con una aguja , que se orientaba de Norte a Sur.
• En China desarrollaron las primeras fundiciones de hierro en el siglo I a. C., lo que
fue fundamental para que este conocimiento llegase a Europa varios siglos
después, dado su intercambio cultural y comercial, lo que ocurre solo en el siglo
XIII
• Las armas de bronce y la pólvora ya se habían desarrollado en China en épocas
tan tempranas como el siglo XI antes de Cristo. Cuando la Pólvora es introducida a
Europa a partir del siglo XIII D. C. entonces se fabrican armas de fuego de bronces.
tanto para cañones como en falconetes. Transformando completamente el arte de
la guerra.

31. Sismógrafo Chino
de Bronce
Antiguo sismógrafo chino de bronce.
Durante un temblor, los dragones
situados en la dirección de
propagación de las ondas sísmicas
principales tiraban una bola en las
bocas de las ranas de debajo lo que
indicaba la dirección o línea desde
donde podía venir la onda sísmica.
Con varios de estos Sismógrafos
distribuidos en el territorio del Gran
Imperio Chineo, las líneas de las
direcciones obtenidas se cruzaban
hasta lograr obtener el Epicentro.

32. La Metalurgia desde la Edad Media
a los Tiempos Modernos
• En la Edad Media la metalurgia estaba muy ligada a las técnicas de purificación
de metales preciosos y la acuñación de monedas, así como a la fabricación de
armas, armaduras y objetos de ostentación jerárquica, habiéndose insertado
como un elemento clave en el desarrollo de la civilización humana.
• En el siglo XIII, toma un fuerte impulso el desarrollo la herrería europea y
comienza el desarrollo de la metalurgia que llevaría a la fabricación de los
primeros altos hornos europeos para recuperar hierro desde minerales ferrosos
como magnetita, Hematita y limonita.
• Todo ello daría posteriormente origen a la siderurgia en la era Industrial que, junto
al desarrollo de las fuentes energéticas, donde el carbón fue el primer recurso
energético fundamental para la revolución industrial. Así los primeros inventos
asociados al uso del acero y el carbón, como la máquina a vapor, fue una de las
bases de la industrialización desarrollándose todo tipo de máquinas industriales y
revolucionando el transporte de largas distancias con el desarrollo del Ferrocarril.
• Cuando se incorpora la utilización de la Electricidad el Cobre se transforma
entonces en el metal fundamental para el desarrollo de la aplicación de la Energía
Eléctrica y el desarrollo de la electrónica, siendo el Silicio un Elemento
fundamental para el desarrollo de la electrónica tal como se le conoce hoy.

33. La Metalurgia en la Edad Media

34. Cañón pesado de los Dardanelos, utilizado por los turcos en el sitio de Constantinopla
(año 1453). A partir del descubrimiento de la pólvora se utilizó un bronce para cañones
compuesto por un 90 a 91 % de cobre y un 9 a 10 % de estaño, proporción que se
denomina comúnmente "bronce ordinario“ y que posicionó al bronce como una de las
aleaciones favoritas para cañones.
El Bronce y su uso bélico después de la Pólvora

36. Resumen de la Evolución de la Metalurgia
De los siete metales conocidos en la antigüedad:
oro, plata, cobre, estaño, plomo, mercurio y hierro,
principalmente el oro se encuentra regularmente en forma nativa en la naturaleza mientras
que los demás, solo ocasionalmente adoptan esa forma, ya que se encuentran principalmente
formando parte de minerales acompañados con diversos elementos, pudiendo corresponder
mayoritariamente a óxidos, sulfuros y carbonatos del metal, mezclados con otros
componentes como sílice y alúmina.
Los óxidos no necesitan transformación previa en el proceso de fundición, ya que basta con
disponer de monóxido de carbono (CO) como agente reductor elegido para la fundición. Como
es un gas que se libera en la propia combustión de la fundición, por ejemplo a partir de la
combustión de leña y carbón, entonces puede entrar en contacto con la mena mineral
directamente ayudando a reducir los óxidos y dejando libre al metal fundido. Por otro lado los
carbonatos y sulfuros se pueden tratar por calcinación ya que en contacto con el aire, a
temperaturas menores que las de fundición, se convierten en óxidos.
El hombre aprendió a obtener metales mediante fundición en la prehistoria, alrededor del VII
milenio a. C. El descubrimiento y uso de los metales útiles para la fabricación de herramientas
causaron un gran impacto en las sociedades humanas de la época, de manera que los
historiadores han dividido la historia de la antigüedad en Edad de Piedra, Edad del Cobre,
Edad del Bronce y Edad del Hierro.

37. Conclusiones
• El uso de los metales repercutió, primero en la Edad del Cobre, luego en la Edad del Bronce y
definitivamente a partir de la generalización del hierro, en las diversas formas de la
conformación de la civilización humana:
• Se intensificó la producción agropecuaria al disponerse de mejores herramientas.
• El trabajo se especializó y diversificó.
• Aumentaron los intercambios.
• Se institucionalizó la guerra.
• Fue posible la industrialización en base al descubrimiento e invención de nuevas
tecnologías que eran construibles con los metales disponibles.
• El desarrollo metalúrgico y la demanda de metales hizo necesario el desarrollo de la minería,
de técnicas de prospección, de la mineralogía, ciencia necesaria para caracterizar los minerales
y para desarrollar métodos de procesamiento y obtención de los metales, impulsando a su vez
el desarrollo de la geología.
• Paralelamente a la metalurgia se desarrolló la extracción y producción de las rocas y
minerales industriales que cubren un gran espectro de necesidades del ser humano, tales
como piedras de construcción, vidrio, arcillas, carbón, pigmentos, incorporándose productos
que a su vez fueron insumos útiles para el desarrollo de la minería metálica.
• El descubrimiento de América abrió las puertas a Europa para la obtención de nuevos recursos
mineros, siendo inicialmente algunos de los más preciados el Oro y la Plata.

38. fin