Minería de estaño en Dartmoor

El método de recuperación más antiguo, conocido como extracción por arrastre o trabajo de lechos fluviales, consistía en la recolección de depósitos aluviales de los lechos de ríos y arroyos donde se habían acumulado tras ser erosionados de los filones mineralizados . Los procesos geológicos que dieron lugar a la deposición de la casiterita en los lechos fluviales a menudo producían grava de estaño muy pura, mezclada con gravas de otros minerales no deseados, como cuarzo, mica y feldespato, conocidos colectivamente como ganga . ^{[ 7 ]} Era relativamente fácil separar estos minerales en función de sus densidades específicas muy diferentes : casiterita de aproximadamente 7 y ganga de 3 o menos. ^{[ 7 ]} La separación se realizaba haciendo pasar un chorro de agua sobre las gravas: la ganga se arrastraba más rápido que la grava de estaño deseada. ^{[ 8 ]}

Una vez identificado un valle con estaño, los mineros canalizaban un arroyo, probablemente llevado por una acequia desde la parte alta del valle, y comenzando en el extremo más bajo del yacimiento, excavaban una zanja (conocida como "tye") lo más profunda posible para permitir que la ganga más fina fuera arrastrada. ^{[ 9 ]} Desde allí, comenzaban a trabajar hacia arriba del valle, utilizando el arroyo para lavar los escombros que habían desprendido del lecho con picos. ^{[ 9 ]} Este método de trabajo deja evidencias características en los valles: una serie de crestas del material de ganga más grande, a veces aproximadamente perpendiculares, a veces coaxiales con la línea del valle, a veces aparentemente aleatorias, todas delimitadas por un escarpe que marcaba el borde del terreno trabajado y cuya altura se relaciona con la profundidad de los depósitos. ^{[ 10 ]}

También se explotaban los depósitos eluviales —aquellos que se habían erosionado del yacimiento de la forma habitual, pero que no habían sido transportados por el agua corriente—; estos solían ser depósitos de menor calidad debido a la falta de clasificación que proporciona un arroyo, y generalmente no contaban con un suministro de agua tan accesible para su explotación. Se encuentran en laderas de pendiente suave. Siempre que era posible, el agua necesaria para explotar estos depósitos se transportaba mediante un canal desde el río más cercano, o si el yacimiento se encontraba por encima de dicho suministro, se construían embalses para recoger el agua de lluvia y la escorrentía de las laderas. ^{[ 11 ]}

Un estudio ha demostrado que se produjo una fase de sedimentación en el valle del Erme entre los siglos IV y VII, lo que aporta evidencia de actividad minera de estaño a finales del Imperio Romano o principios del período posromano en este valle. ^{[ 12 ]} El mismo estudio confirmó lo que también relata la evidencia documental: que hubo un auge en la producción de estaño en el siglo XIII. El registro escrito más antiguo de la extracción de estaño data del siglo XII. ^{[ 13 ]}

En el siglo XV, las fuentes de estaño de arroyo se estaban volviendo escasas y, dado que la demanda de estaño era tan fuerte como siempre, la explotación directa de los filones se consideró viable a pesar del mayor esfuerzo necesario tanto en la extracción como en el refinado. ^{[ 14 ]} Los mineros de estaño llamaban a las explotaciones donde se seguía el filo excavando desde la superficie, y los enormes barrancos resultantes siguen siendo elementos prominentes del páramo en la actualidad. Varios de estos barrancos conservan nombres que incluyen la palabra beam : Gibby Beam, Willabeam y Scudley Beam, por ejemplo. También se les conoce como "openworks" o "gerts". ^{[ 15 ]}

Otro método de minería a cielo abierto consistía en excavar pozos a intervalos a lo largo del filon; esto se conocía como "trabajo de reverso de filon". A veces, estos pozos se excavaban en pares a lo largo del reverso del filon, y este discurría bajo tierra entre ellos. ^{[ 16 ]} Esto pudo haber sido el precursor de los trabajos de vigas en varios lugares, pero se conservan suficientes pozos de reverso de filon como para indicar que se trataba de una técnica distinta. ^{[ 15 ]} La cuestión que los administradores de la mina debían decidir era si valía la pena retirar la sobrecarga adicional para formar una zanja y así poder extraer más profundamente del filon. ^{[ 16 ]}

De forma similar a la explotación de cauces fluviales, se utilizaba mucho el agua para la remoción de la capa superficial y la ganga. Al excavar grandes barrancos, la capa superficial, que consistía al menos en parte en granito descompuesto ("growan"), se aflojaba con picos, y luego se utilizaba agua para arrastrar el material no deseado en lugar de manipularlo manualmente. ^{[ 16 ]} Los medios para recolectar, desviar y almacenar agua siempre estaban asociados con las obras a cielo abierto. En algunos casos, cuando solo se disponía de fuentes de agua pobres, se construían complejos sistemas de embalses. ^{[ 16 ]}

La industria del estaño de Dartmoor perdió importancia a principios del siglo XVIII y desapareció por completo en 1730. ^{[ 17 ]} Esto se debió a varios factores, pero el más importante probablemente fue el agotamiento de los yacimientos de fácil acceso. ^{[ 18 ]} No fue hasta que la Revolución Industrial impulsó la demanda de todos los metales y proporcionó la tecnología para extraerlos que la minería se reanudó en el páramo a cierta escala. ^{[ 18 ]}

Although underground mining technology had been available for many centuries, it is likely that the joint problems of the hardness of the granite rock and the preponderance of underground water together with the relatively easy pickings from near the surface made deep mining unviable until the late 18th century.^[19]

Many small mining enterprises started up on Dartmoor in the late 18th and 19th centuries – 48 mines are known to have produced some tin during this period.^[20] Many of these ventures were unsuccessful, despite being given optimistic names like Wheal Fortune, Wheal Lucky and Wheal Prosper (the common prefix Wheal is a Celtic word meaning "mine" or "works"). Some larger mines, however, such as Eylesbarrow and the Vitifer – Birch Tor complex were productive for many years.^[18]

Almost all of the underground mines re-worked lodes that had already been mined from the surface.^[19] Because of the great quantity of underground water, it was necessary to dig horizontal adits into the hillsides to de-water the mines. Dartmoor's topography, cut with deep valleys, helped there and in many cases it was possible to dig to a reasonable depth without the need to pump out water.^[21] These adits connected with shafts that were either sunk vertically downwards or followed the line of the steeply dipping lode. Working the lode then took place by stoping from the horizontal levels in the usual manner.^[22]

When it became necessary to go deeper than the lowest adit, it was essential to pump out the water. Large waterwheels were used for this and where the shaft was higher than a good water supply, the waterwheel was located lower down the hillside and the power transferred up to the shaft by a "flatrod" system. Evidence for these systems survives as double rows of stones with grooves on their tops – these held the pulleys that guided the metal rods. Such stone rows are still visible at Eylesbarrow and at Hexworthy.^[23]

The discovery of extensive tin deposits in Malaya in the later 19th century had a major impact on the Dartmoor industry, and many miners emigrated.^[24] The last tin mine on Dartmoor eventually closed just before the Second World War, although Hemerdon Mine, or Hemerdon Ball, was mined for tungsten and tin on a trial basis in the 1980s, leading to the re-opening this mine with first production in 2015.

Los primeros mineros que trabajaban a pequeña escala utilizaban un bloque de piedra dura como mortero y, tal vez, un trozo de madera con incrustaciones de metal o una bola de piedra como majadero para triturar el mineral cuando era necesario, ^{[ 25 ]} pero las ricas gravas habrían requerido poca o ninguna trituración antes de la concentración. ^{[ 26 ]} Una técnica posterior llamada "crazing" empleaba un par de piedras circulares usadas como muelas de molino, la superior girando sobre la inferior fija. La grava gruesa o el mineral triturado se introducía en un agujero en el centro de la piedra superior y se convertía en arena fina. Solo se han encontrado tres ejemplos de tales molinos de crazing; en la mina de Gobbet ambas piedras aún son visibles. ^{[ 27 ]}

A medida que se hizo necesario procesar regularmente trozos de roca mineralizada que eran demasiado grandes para ser molidos directamente en un molino de fractura, se introdujo el estampado. Este proceso implicaba martillos verticales impulsados ​​por una rueda hidráulica en un molino de estampación , de los cuales se sabe que existieron al menos 60 en Dartmoor. ^{[ 26 ]} La primera evidencia documental de un molino de estampación en Dartmoor data de 1504, aunque casi con certeza se habrían utilizado antes (la primera referencia para Cornualles es de 1400, por ejemplo). ^{[ 28 ]} Los molinos de estampación también se conocían como molinos de "golpeteo" o "perforación"; Knacking Mill Gulf, un valle lateral poco profundo en el curso superior del río Erme , atestigua la existencia de un molino de este tipo allí en algún momento. ^{[ 29 ]}

Los martillos o «estampadores» en un molino de estampación consistían en vigas verticales de madera, con refuerzos de hierro en la base, que se elevaban mediante levas conectadas al eje de la rueda hidráulica y se dejaban caer repetidamente sobre el mineral, que yacía sobre un bloque de granito conocido como mortero. Generalmente había dos o tres de estos estampadores en fila, accionados por el mismo mecanismo y funcionando en secuencia. ^{[ 28 ]} Inicialmente, este proceso se realizaba con mineral seco, que se paleaba y retiraba a mano. Sin embargo, en una innovación europea del siglo XVI, los cabezales de los estampadores se rodearon con una caja de madera con una rejilla finamente perforada en un extremo, y el mineral se introducía en la caja mediante un chorro de agua que también arrastraba el mineral triturado una vez que alcanzaba el grosor suficiente para pasar a través de la rejilla. Esto supuso una gran mejora con respecto a la estampación en seco, ya que era un proceso continuo que también evitaba la producción de polvo muy fino no deseado. ^{[ 28 ]}

El indicador característico de un antiguo molino de estampación es la piedra de mortero. Se trata de bloques de granito de hasta un metro de longitud con caras planas que presentan dos, tres o (raramente) cuatro cavidades circulares o elípticas, generalmente de unos 17  cm de diámetro y hasta unos 10  cm de profundidad. Muchas de estas piedras de mortero tienen cavidades en más de una cara, lo que demuestra que se volteaban y reutilizaban una vez que las cavidades se volvían demasiado profundas para una estampación eficaz. ^{[ 30 ]}

Las mejoras en la tecnología durante los siglos XVIII y XIX consistieron en aumentar el número de cabezales de estampado y reemplazar el mortero de granito con una gruesa capa de cuarzo triturado contenida en una caja de mampostería o hierro. ^{[ 31 ]} Para la década de 1900, se utilizaban varios tipos diferentes de estampaciones: Cornish, Californian, Holman's Pneumatic, etc. ^{[ 32 ]}

Aunque los granos o guijarros individuales de estaño aluvial recolectados mediante el método de flujo solían ser de alta pureza, generalmente era necesario eliminar la ganga antes de fundir el mineral. La necesidad de este proceso, conocido como preparación del mineral, aumentó a medida que se explotaban los yacimientos de estaño de menor calidad. El principio de concentración era una versión refinada del utilizado por los primeros recolectores de estaño: dependía de la gran diferencia de densidad entre el mineral de estaño deseado y la ganga. Se emplearon diversos métodos mecánicos, como cribas rectangulares y circulares , mesas Wilfley y mesas giratorias para lodos, cribas Kieve, tambores rotatorios e incluso separación magnética.

Un método de separación primitivo era el charco rectangular, que consistía simplemente en un plano ligeramente inclinado sobre el cual el material triturado era lavado por un suave chorro de agua. ^{[ 31 ]} El mineral más pesado se depositaba cerca de la parte superior de la pendiente, mientras que el material más ligero se depositaba más abajo o era arrastrado completamente fuera del charco. Dado que existía una gradación en la calidad de arriba a abajo, la habilidad del minero radicaba en decidir dónde trazar la línea divisoria entre el material deseado y los desechos. La división a menudo se hacía en tres partes: las "cabezas", que representaban el mineral de mejor calidad; los "medios", que a menudo se reprocesaban; y los "relaves", que se vertían.

A partir de 1848 se introdujo una forma circular del crisol. ^{[ 33 ]} El mineral triturado, suspendido en agua, se introducía en un cono central y se extendía hacia afuera sobre una superficie cónica ligeramente inclinada. Las "cabezas" se depositaban cerca del centro y los "relaves" en el borde exterior. La principal innovación del crisol circular era un conjunto de brazos de barrido, accionados por una rueda hidráulica, que giraban sobre el crisol y llevaban cepillos o trozos de tela que se arrastraban por la superficie de los depósitos en sedimentación. Al perturbar continuamente la superficie del depósito, estos impedían la formación de riachuelos y permitían una mejor separación. El crisol funcionaba hasta que el depósito alcanzaba una profundidad de entre 15 y 30  cm (6 y 12 pulgadas  ). Los depósitos se extraían entonces en tres partes, y las "partes intermedias" a menudo se reprocesaban en otro crisol de especificaciones ligeramente diferentes. ^{[ 31 ]}

El método más antiguo para extraer el metal del mineral de estaño requería dos fundiciones: la primera se realizaba en las instalaciones de procesamiento del mineral o cerca de ellas y consistía simplemente en un fuego para tostar el mineral; la segunda se realizaba en una de las ciudades de Stannary . ^{[ 34 ]} Se sabe poco sobre los detalles de estas prácticas, pero su existencia se confirma en documentos antiguos que mencionan la tributación de la primera y la segunda fundición. ^{[ 35 ]} La introducción del eficiente proceso de soplado alrededor de 1300 permitió el uso de una sola fundición. ^{[ 34 ]} Más tarde se utilizaron hornos de reverbero . Ambos tipos se usaban en la mina de Eylesbarrow en la primera mitad del siglo XIX, el último lugar en Dartmoor donde se realizaba la fundición. ^{[ 20 ]}