Umberto Bardelli
Nuove zone in cui trovare i noti minerali: nuovi metodi di estrazione: notando che il minerale, l'elemento, estratto in quantità mag-giore dal sottosuolo è, incomparabilmente, l'ac-qua, a cui i nuovi metodi di cui parliamo si possono applicare.
L'uomo da lunga data divide i metodi di estrazione dalla terra di quegli elementi di cui necessita, in due modi che si possono più che altro caratterizzare con due movimenti: l'uno lungo la superfìcie, quasi arando il suolo, lad-dove vi sono estesissime cave, o di terra, o pietra o minerali; e l'altro lungo la verticale, sempre per raggiungere zone lungo cui proce-dere orizzontalmente. La situazione di Liegi, coi suoi giacimenti carboniferi inclinati fino alla superficie, è rara: di solito gli strati carboniferi si incontrano dopo lungo lavoro di pozzo, e poi incontrati, si scavano orizzontalmente, o quasi. È naturale che i depositi situati preva-lentemente in orizzontale, siano dovuti alla sedimentazione: l'acqua, direttamente o indiret-tamente, li promuove: le ligniti nelle paludi, i depositi di carboni fossili derivati da piante trasportate da moti d'acqua, e simili.
Non certamente i diamanti, negli imbuti esplosivi del Sud-Africa, sono stati ivi deposti da correnti d'acqua. F u il fuoco della terra a fondere le rocce, a produrre le enormi pressioni a cui il diamante si forma. Così i vapori, nel profondo seno della terra, giunti salendo in zone meno calde, formano acqua, e continuano per tale mezzo a depositare sali metallici, che l'uomo ricerca ed estrae. Le vene nel corpo umano sono disposte meno irregolarmente di quello che le « vene » minerarie lo siano, nella terra.
Ma 1: acqua, nella forma che noi utilizziamo (da correnti e laghi e mari) ha prodotto una disposizione finale di vari minerali, oggi uti-lizzata dall'uomo, nelle sue ricerche ed estra-zioni. L'azione erosiva e di trasporto e sedi-mento dell'acqua, forma depositi di s t r u t t u r a simile, anche se all'origine i minerali erano diversi, come n a t u r a , disposizione, giacimento e simili.
L'acqua trasporta le ghiaie in cui si trova: noi estraiamo l'acqua; ma, salvo eccezioni
ra-rissime, ci occupiamo del materiale ghiaioso che la contiene; essa, il motore, oggi quasi prigio-niera di quanto ha trasportato, quando si fondevano gli immensi ghiacciai, e t u t t o il versante dei monti verso il piano, era una sola veloce alluvione.
I nuovi metodi di cui parliamo qui, consi-derano l'acqua come solo veicolo — salvo nei casi in cui si ricerchi proprio acqua dolce —: e la consideriamo all'uscita dei campi diaman-tiferi, dove a trascorso più o meno veloce, e forse prima che l'uomo si accingesse a disgre-gare la roccia che contiene i diamanti, ne aveva già trasportati lungo i suoi corsi, dal giacimento primitivo fino al mare, dove, la immensa di-mensione le ha permesso di espandersi e depo-sitarli. Così sotto il mare in mezzo alla ghiaia e la sabbia vi possono essere diamanti. Non più prigionieri della roccia, dovranno essere estratti con accorgimenti differenti da quelli impiegati nel giacimento primario.
In tal modo vi sono giacimenti di stagno, e di sabbie, pure usate per dati usi, e simili. Passiamo in rivista rapidamente sia i nuovi giacimenti (nuovi perché solo di recente si sono trovati i mezzi per raggiungerli) e i mezzi — questi veramente nuovi — per utilizzarli.
L'Osservatorio geologico della Columbia Uni-versity ha compiuto fotografìe di noduli di manganese sul fondo oceanico.
I noduli ferromanganesici sono vantaggiosa-mente studiati con macchine fotografiche per mari profondi. Lo studio procede da lungo tempo, perché sono state f a t t e 28 crociere oceaniche dall'Osservatorio suddetto. I depo-siti del genere sono comuni, ossia occupano grandi superfici di fondo oceanico.
La fig. 1 mostra l'aspetto dei noduli foto-grafati al fondo degli oceani. La distribuzione e la genesi dei noduli (studi sono in corso da 17 anni mediante diverse spedizioni) viene ese-guita mediante presa di campioni con perfora-tore a rotazione (carote), fotografia del fondo, apparecchio dragante, rilievo del profilo del fondo ed altri. Da studi fatti i depositi nodulari sono maggiormente abbondanti nelle zone del Nord Pacifico, e la velocità di sedimentazione (lentissima) è da un m m ai tre m m per mille
Fig. I - A) F o n d o o c e a n i c o con a s s e n z a di d e p o s i t i (noduli minerali), fi) N o d u l i c o p r e n t i il 2 5 % della s u p e r f i c i e del f o n d o o c e a n i c o . C) N o d u l i c o p r e n t i il 5 0 % del f o n d o o c e a n i c o . Si s o n o o t t e n u t e f o t o g r a f ì e di m a t e
-riali c h e c o p r o n o fino al 7 5 % del f o n d o o c e a n i c o .
anni. La loro distribuzione viene spiegata met-tendola ili relazione colla orografìa del fondo oceanico, dato che i maggiori accumuli (sempre superficialmente) sul fondo oceanico sono pro-dotti da avvallamenti che han luogo fra le catene di montagne del fondo.
Le profondità del fondo oceanico superano anche i 4800 m. La sedimentazione generale è composta da argilla rossa, fra cui sono i no-duli. Ma vi sono anche depositi generali di car-bonati a struttura fine.
La sedimentazione nell'Oceano Atlantico, al Nord è fondamentalmente differente da quella dell'Oceano Pacifico. I n f a t t i la differenza con-siste fondamentalmente nella ben maggiore ero-sione che si scarica nell'Atlantico e proveniente dalle superfìci dei bacini fluviali che vi con-vergono. In questo caso la formazione di noduli
è assai minore: si crede per la maggiore pre-senza, o maggiore velocità del materiale da sedimentare.
I n definitiva i noduli di manganese hanno suscitato molto interesse nella oceanografia geo-logica, dato che occupano grandi superfìci. Oggi
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Fig. 2 - F o n d o o c e a n i c o , col rilievo degli a m m a s s i di n o d u l i , s e g n a t i d a m a c c h i e di v a r i o d i a m e t r o ; f r a il N o r d A m e r i c a , l ' A u s t r a l i a e la C i n a . Si n o t i c o m e il G i a p p o n e è r i c c o di a c q u e fertili di d e p o s i t i m i n e r a r i al f o n d o .
si ritiene che tali depositi possano avere imme-diata applicazione a scopi industriali.
I depositi minerari suboceanici che oggi in tutto il mondo rappresentano l'interesse mag-giore sono: in Russia, India, Australia, Canada, Islanda e Gran Bretagna. Draghe lavorano nei mari della Gran Bretagna per approfondire fon-dali marini coperti di sabbia e ghiaia per render sicura la navigazione. Nella penisola giapponese di Ohsumi vi sono mari il cui fondo provvede a sabbie ferrifere. Nella Tailandia del Sud vi sono depositi di stagno alluviale, in parte sot-tomarini.
In Indonesia i depositi di stagno sottoma-rini sono coltivati fin dal 1910. I depositi ori-ginariamente erano alluvionali, poi ricoperti dal mare. Le draghe impiegate sono di tipo a tazze, e costituiscono una flotta di considerevole va-lore. La draga viene trasportata in loco, e quando il mare è troppo poco profondo, un'altra draga di tipo ad aspirazione forma un canale per poter mettere in posto la draga a tazze. Quando un nuovo deposito utilizzabile viene scoperto, la draga all'inizio lavora per denudare il deposito stesso, dragando di solito sabbie e argille. Poi, quando viene messo a nudo il giacimento, si aggiunge alla draga gli impianti di concentrazione e purificazione necessari. Il volume dragato all'ora è di circa 500 m3. Tale industria è redditizia perché la draga può ordina-riamente lavorare 24 ore al giorno, salvo i tempi per le riparazioni. Con un volume dragato di 3 milioni di m3, e con una percentuale di stagno dell'I %0, vengono prodotte 3000 tonnel-late di stagno; oggi però il tenore è assai più basso, ma ancora redditizio se di 0,2 kg di stagno per metro cubo di materiale dragato.
Come in t u t t e le imprese minerarie le possi-bilità di guadagno nell'estrazione di minerale dipende da due fattori: il tenore di metallo utile e il volume del deposito: spesso il volume del deposito ha importanza molto maggiore del tenore. È bene osservare che il moto ondoso ha influenza sulla disposizione del minerale, ossia, esattamente, sulla sua localizzazione: perché una volta che il minerale — o la roccia polverizzata — sono stati spinti in mare dal-l'alluvione, non ne possono più uscire. Si dispon-gono, i sedimenti, sotto l'effetto del moto ondoso, parallelamente alla spiaggia dove bat-tono le onde, in strati di uguale granulometria: cosi le spiagge marine sono composte, fuori della linea del bagnasciuga e nel mare stesso però sempre dove l'onda b a t t e o si fa sentire col suo moto di richiamo, di elementi di uguale granulometria — sabbie, sabbione, ghiaietta, e ghiaia grossa, disposte parallelamente alla spiag-gia in successioni di uguale grossezza. Anche
Fig. 3 - Macchina e s c a v a t r i c e a t a z z e , p e r cavare e i n n a l z a r e minerali d e p o s i t i sul f o n d o d e l l ' o c e a n o . Sulla nave si f o r m a il d e p o s i t o di tali
mi-nerali c h e in s e g u i t o p o s s o n o e s s e r e t r a t t a t i e c o n c e n t r a t i .
nelle sedimentazioni fluvio-marine di tali mine-rali, si osserva la stessa disposizione. Questo permette di seguire — muovendosi colla draga parallelamente alla spiaggia — zone di uguale granulometria o concentrazione del minerale; il che dà modo di lavorare cogli apparecchi concentratori in modo uniforme e di non do-vere intervenire quasi continuamente per modi-ficare i parametri da cui deriva la concentra-zione di minerale a tenore variabile.
Estrazione di diamanti dal mare.
Il Governo dell'Africa del Sud-Ovest ha elargito concessioni per l'estrazione di diamanti, mediante lavoro di draga alle foci del fiume Orange. Le alluvioni da dragare e t r a t t a r e sono formate dal decadimento delle solite rocce dia-mantifere, le kimberliti, giacenti nel bacino di drenaggio del fiume Orange che trasporta le alluvioni diamantifere, poi rimaneggiate dal moto ondoso del mare. Sopra la roccia che si trova al fondo del mare, la prima incontrata, in profondità, si trova l'alluvione diamantiferà; vi sono anche formazioni di piccoli bacini,
profondi o meno, sopra tale roccia, il t u t t o riempito dalla alluvione diamantifera. Le opera-zioni di dragaggio vengono effettuate immedia-tamente al largo della linea di rottura delle onde. Anche qui si potrebbe pensare che la divisione fra diamanti (evidentemente si lavora al largo di tale linea perché ci si è accorti che ivi esiste una buona concentrazione) e ghiaia, sempre con relatività, avviene per opera del moto ondoso, o, meglio, della rottura delle onde che provengono dal largo. Pitagora, forse semplicemente osservando le onde che batte-vano le spiagge di Crotone, scopri che tale moto divide ghiaie e sabbie in elementi di uguale diametro disposti parallelamente alla spiaggia — ossia al moto ondoso che si frange sulla stessa. Cosi gli uomini egli diceva, per le vicissitudini della vita si trovano e rimangono riuniti a seconda delle loro capacità, possibilità, ricchezze, passioni. Il proverbio russo « ci si incontra secondo l'abito: si procede nella vita secondo l'individuale sapienza », è forse più penetrante, come espressione. Ad ogni modo — e questo serve per t u t t a la trattazione che stiamo facendo, anche per i lavori su materiali portati dall'acqua, nelle alluvioni della pianura italico-padana — se ci moviamo lungo la pre-sunta linea di frangimento delle onde (le nostre pianure erano mare) o lungo una perpendicolare alle velocissime correnti post-glaciali, che si riversavano nella pianura, possiamo incontrare, colla draga, elementi di granulometria abba-stanza uguale. Il che potrebbe avere qualche importanza per vari lavori.
Ritornando ai diamanti, il lavoro, come detto, vicino alla spiaggia, imponeva atten-zione quando il cattivo tempo si avvicinava; per tale scopo due ancore di mare profondo erano disposte al largo t a n t o da permettere di allontanare la barca dalla spiaggia, zona peri-colosa, evidentemente, durante le mareggiate. Altre ancore permettevano alla barca di spo-starsi totalmente di 1000 metri longitudinal-mente e di altri 1000 metri trasversallongitudinal-mente. Cosi la draga lavorava.
Le ghiaie dal fondo marino erano estratte mediante assorbimento con acqua in velocità: vi erano tubazioni flessibili del diametro di 12, o 16, o 18 pollici. Il sedimento attorno alla estremità del tubo da cui veniva aspirata la ghiaia del fondo marino, era disturbato, ossia sollevato mediante un getto supplementare che investiva con acqua in pressione, appunto at-torno alla bocca di aspirazione del tubo a contatto col fondo marino, ossia con la ghiaia. Questo nelle prime applicazioni: perché in se-guito venne applicato «l'air-lift» ossia l'aria compressa per sollevare l'acqua accompagnata
dal materiale solido (sabbia e ghiaia) dal fondo, assieme ai diamanti ivi contenuti. L'aria com-pressa si presta a manovre di selezione, al fondo del mare.—Infatti, si osservò che era op-portuno soffiare semplicemente per 25 secondi, in modo da allontanare, nella zona del fondo marino in seguito subito sottoposta a corrente d'acqua di sollevamento (sempre con getto d'aria), la ghiaia pili pesante, che avrebbe reso difficile l'operazione di sollevamento mediante aria compressa. In seguito si sollevò il mate-riale dal fondo del mare (meno la grossa ghiaia già allontanata) e si riempi un contenitore per 15 secondi. E cosi di seguito. Nei 15 secondi di riempimento del contenitore, si elevavano i diamanti dal fondo marino, essendo questo, pertanto, il periodo utile di estrazione.
Ma il massimo del rendimento si ebbe con la sostituzione dell'« air-lift » provvisto di pompe-draga, apparecchi che dragano il fondo e con-temporaneamente pompano: l'applicazione è talmente evidente che non occorre aggiungervi parole.
Produzione di aragonite oceanica. Le isole Bahamas, negli Stati Uniti, forse le isole meglio conosciute del mondo, presen-tano vasti orizzonti di sabbie bianche di aspetto zuccherino. Tale sabbia aragonitica è composta quasi esclusivamente di carbonato di calcio: ed è materia prima indispensabile per la produ-zione di vetro, acciaio, polpa per produprodu-zione di carta, cemento, concimi chimici, e come sor-gente di anidride carbonica usata nelle bevande «leggere» come le chiamano gli americani: bevande gassose, senz'alcool.
L'aragonite viene sollevata dal fondo del mare con draghe-aspiranti, e viene depositata a formare un'isola, completamente prodotta dall'uomo; viene in seguito spedita ai vari mercati mediante barche. Non è necessario nessun t r a t t a m e n t o prima dell'impiego.
L'origine di tale aragonite quasi purissima è organica: miliardi di piccolissimi esseri ma-rini, provvisti di guscio calcareo, che vissero e morirono nei Caraibi e furono trasportati dalla Corrente del Golfo.
Siccome la Corrente del Golfo rallenta in corrispondenza delle Bahamas per sorpassare l'estremità a Sud della Florida, il deposito divenne nei secoli abbondantissimo, t a n t o da formare un vero e proprio giacimento mine-rario. Il deposito suddetto misura circa 20 piedi di spessore. D a t a l'estensione sua (la zona di rallentamento non è puntiforme, ma bensì assai lunga) il volume totale è veramente inte-ressante. Una società incaricata dell'estrazione
e intestataria del permesso di ricerca minerario relativo, sostiene, fatte le misure, che il volume del giacimento si aggira sugli « 850 anni » di produzione a t t a a soddisfare la domanda del mondo industriale, essendo la domanda presente di 2000 tonnellate metriche annue.
Negli Stati Uniti la difesa della natura è in atto, non solo, ma raggiunge livelli rigoro-sissimi. Immediatamente, i difensori della na-tura, non appena si progettò di dragare il fondo marino, sorsero in difesa dei pesci e della fauna esistente su tali fondali. Ma venne for-tunatamente dimostrato che si t r a t t a v a di un « deserto » faunico, perché non vi era cibo j^er animali marini di qualsiasi specie. Una vittoria dei difensori della n a t u r a : non appena liberata l'area sufficiente, coi dragaggi, « schools » di pesci, come vengono chiamati, ossia tribù in-tere, iniziarono la loro vita nella zona dove prima semplicemente transitavano... ! Scuola per noi, che lasciamo il nostro massimo fiume Po, fin da Torino, ricoprirsi di uno strato di petrolio e nafta, che impedisce all'aria di rag-giungere l'acqua sottostante asfissiando le alghe e fermando la crescita di pesci e di altri ele-menti viventi.
Trasportando l'esperienza americana nei nostri mari, ricordo un viaggio che feci anni fa in Sardegna, per ricerche idriche. Ad Ovest della Sardegna, non lontano dalla città di Oristano, di fronte all'isola Maldiventre, dove si portano capre e pecore che si riproducono in libertà incontrollata, giace una bellissima spiaggia di perfetta sabbia bianca, che sembra silicea, ed è ricoperta da pochi metri di mare limpidissimo. La zona è assolutamente deserta e non vi sarebbe tema di inquinamento. Si potrebbe dragare il fondo marino o sollevare la sabbia con draga-pompa o con semplice tubo flessibile, come detto. La sabbia è sottilis-sima, t a n t o da prestarsi a tale caricamento im-mediato su natanti, per trasportarla o altrove nell'isola o nel continente. La sabbia in que-stione potrebbe servire per la fabbricazione del vetro, e anche come abbellimento di giardini, avendo colore e trasparenza perfetta. Potrebbe formare piscine artificiali, zone con laghetti artistici, dato il suo colore e il riflesso delle luci naturali (e artificiali) di cui verrebbe inon-data, di notte. Vi sono chilometri di spiaggia coperta di tale sabbia, e si vede per centinaia di metri anche sul fondo del mare: il quanti-tativo sarebbe assolutamente industriale. Barite.
La polvere di barite (minerale pesantissimo, specificamente) serve egregiamente per
ag-giunta al fango di argilla colloidale che si usa nella perforazione per l'estrazione del petrolio, mediante pozzi, specialmente a « rotary » ossia col noto ed ottimo metodo a rotazione.
Infatti se si richiama il fatto che, salvo eccezioni, la pressione del gas sciolto nel petrolio dello strato, — e che costituisce il motore che lo innalza dal fondo alla superficie (unico mo-tore per la sua migrazione ed estrazione) -— è in relazione alla pressione di una colonna d'acqua della stessa profondità (ossia: 1000 metri, 100 atmosfere, e cosi via) si nota imme-diatamente che spesso non basta il lieve fango di argilla usato per la circolazione nel « rotary » e che porta alla superficie il materiale tagliato dallo scalpello colla sua rotazione. Infatti, per poco che la regola detta sia osservata, ossia che nello strato petrolifero vi sia maggiore pres-sione di quella che corrisponde alla regola della «colonna» d'acqua suddetta, si nota che la mag-giore pressione esercitata sul fondo mediante la colonna di acqua e argilla sciolta (peso spe-cifico al massimo 1,2) non è sufficiente per im-pedire una eruzione libera non ajDpena intac-cato lo strato metrolifero dallo scalpello.
In tal modo occorre aumentare il peso speci-fico suddetto: e lo si fa soltanto immettendo nel « fango » di argilla, un elemento sottile, pol-verulento, e molto pesante: vedi la polvere di barite.
Pertanto il consumo mondiale di tale pol-vere non è indifferente. E d è materiale benissimo pagato, come t u t t o quello che viene impiegato nell'industria petrolifera.
Ma la barite sul fondo del mare, non è in polvere, è una roccia, densa, resistente. Oc-corre farla cedere a colpi di mina. E pertanto la compagnia incaricata di tale lavoro, innanzi t u t t o lavora di perforazione, con fori di dia-metro appropriato per la successiva collocazione dell'esplosivo; che f a t t a la sua opera nella roccia compatta, lo riduce in elementi di gros-sezza tale che possano essere raccolti da una normale draga dal fondo del mare. Poi il mate-riale cosi ottenuto, viene trasportato per nave e prodotta una isola artificiale, come deposito; da cui apposite gru, per il carico definitivo all'acquirente, lavorano sollevandolo dal mare, e caricandolo su appositi natanti. Malgrado la vasta zona, comprendente barite in roccia, si è in seguito scoperto barite in polvere, come ricoprimento dei giacimenti in roccia detti sopra. E viene estratta, questa barite in polvere, con metodi pari a quelli impiegati per estrarre sabbie dal fondo marino.
La barite in roccia viene macinata, riseccata e distribuita in appositi sacchi ai petrolieri interessati.
Nei « perimetri » assegnati alla compagnia che nell'Alaska estrae barite, si dice vi sia pre-senza d'oro, platino, mercurio, e cromo: sotto forma minerale, in giacimenti sottomarini. Per-tanto risulta chiaro che la ricerca di minerali dal fondo del mare è soltanto all'inizio ed avrà sviluppi grandissimi, forse ancora inaspettati. Noduli di manganese.
È minerale disperso su area grandissima al fondo del mare come visto. Pertanto la sua uti-lizzazione sarà f a t t a mediante vasto drenaggio sul fondo marino. Gli americani prevedono già di lavorare a profondità di circa 5500 metri al fondo degli oceani. I Giapponesi stanno pre-parando mezzi per lavorare a profondità di 3900 metri, nel Pacifico, 200 miglia a Nord di Tahiti.
Oltre il manganese vi sono interessamenti per il nichel, il rame ed altri; il processo metal-lurgico parte sempre dai noduli, che sono le formazioni caratteristiche trovate al fondo degli oceani. E i risultati ottenuti finora sono già allettanti, t a n t o da far entrare i ricercatori nella fase industriale che si ritiene definitiva, come importanza e produzione.
Pare che finora non siano sorte difficoltà