Water demand and trade in mining

As we enter an era in which the world is increasingly marked by the footprint of human activities, due to a growing population with tremendous thirst for resources, the global environmental and energetic heritage is affected by severe stress. Among all the natural bounties, now more than ever the most important resource is water. Whether for feeding, for agriculture or for industrial processes, water plays a vital role in every human activity. In such a context, where even the mining industry is characterized by a rapid and relentless growth, the large amount of water involved in the process of excavation, extraction and refining of minerals and metals often goes unnoticed but it represents a significant share of community resources, especially in basically dry but mineralogically important countries. This thesis aims at analyzing the demand, production and exchange of the main materials related to the mining industry, then assessing their water footprint and possible consequences to the global scale. First some considerations about the world situation of use and scarcity of resources will be presented, with particular attention to the issue of energy production by hydrocarbons and to the key topic of mineral and rare earths extraction. Contextually there will be an overview of the main natural consequences related to these activities. Subsequently a general discussion will follow, regarding the extraction techniques of the main minerals analyzed in this thesis and the exposure of all the data used for subsequent calculations along with their sources. Then, we will quantify the water used in the production and international exchange of the main materials studied here. Particular attention will be devoted to the global trade of minerals and the related virtual water flow. Finally, we will propose some insights aimed at understanding in greater detail further issues we considered particularly interesting, and we will draw the appropriate conclusions.

Mentre ci addentriamo in un’era in cui il mondo è sempre più marcato dall’impronta delle attività umane, per via dell’inarrestabile sete di risorse di una popolazione in aumento, il patrimonio globale naturale ed energetico è sottoposto a un grave stress. Di tutte le risorse, oggi più che mai la più preziosa è l’acqua. Che sia per l’alimentazione, che sia per l’agricoltura, che sia per i processi industriali, l’acqua riveste un ruolo fondamentale in ogni attività umana. In un simile contesto, dove anche l’industria mineraria è caratterizzata da una crescita rapida e incessante, l’ingente quantità d’acqua coinvolta nelle procedure di scavo, estrazione e raffinazione di minerali e metalli passa spesso inosservata ma rappresenta una percentuale non trascurabile delle risorse della comunità, soprattutto in Paesi tendenzialmente aridi ma mineralogicamente importanti. Questa tesi si propone di analizzare la richiesta, la produzione e lo scambio dei principali materiali legati all’industria mineraria, per poi valutarne la relativa impronta idrica ed eventuali conseguenze alla scala globale. Innanzitutto saranno presentate delle considerazioni sulla situazione mondiale di utilizzo e scarsezza delle risorse, con particolare attenzione alla questione della produzione energetica mediante idrocarburi e all’argomento chiave dell’estrazione di minerali e terre rare. Contestualmente sarà esposta una panoramica sulle principali conseguenze naturali legate a queste attività. Successivamente seguirà una trattazione di stampo generale in merito alle tecniche estrattive dei principali minerali analizzati in questa tesi, nonché l’esposizione di tutti i dati impiegati per i calcoli successivi e delle rispettive fonti. Quindi, si quantificheranno le risorse idriche impiegate nella produzione e nel commercio internazionale dei principali materiali qui studiati. Particolare attenzione sarà dedicata agli scambi globali di minerali e al relativo flusso idrico virtuale. Infine, saranno proposti degli approfondimenti volti a comprendere in maggior dettaglio ulteriori tematiche ritenute particolarmente interessanti e si trarranno le opportune conclusioni.