Secondo l'Environmental Protection Agency degli Stati Uniti, la sabbia e la ghiaia sono materiali granulati formati dalla naturale disintegrazione di roccia o pietra. Questi depositi si trovano generalmente vicino alla superficie terrestre e in ambienti umidi, il che li rende ideali per operazioni di dragaggio e estrazione mineraria a cielo aperto.
L'estrazione a cielo aperto si basa su attrezzature pesanti come pale meccaniche, caricatori frontali e sistemi di trasporto. I materiali vengono sollevati dalla superficie e trasportati agli impianti di lavorazione o ai siti di stoccaggio.
Il dragaggio utilizza draghe a tazze e apparecchiature di aspirazione montate su chiatte. La tecnologia è adatta per depositi più profondi e consente la rimozione precisa del materiale da aree sottomarine o basse.
Il dottor Randall Schaetzl, professore di geologia all'Università del Michigan, sottolinea che l'uso finale della sabbia determina il metodo di estrazione e la scelta del sito. Il Michigan è una delle principali fonti di sabbia delle dune, apprezzata per la produzione del vetro e per la realizzazione di stampi laddove il metallo non è adatto. La sabbia delle dune viene generalmente estratta con caricatori frontali o gru dotate di benne bivalve e trasportata tramite camion o nastri trasportatori agli impianti di lavorazione.
Le dune di sabbia possono anche essere estratte tramite dragaggio o tecniche idrauliche. Un getto d'acqua ad alta pressione lava la sabbia in uno stagno, dal quale viene pompata fino al deposito. Per i depositi sciolti di arenaria, la perforazione e la sabbiatura controllata riducono il materiale in frammenti gestibili che vengono poi caricati dalle pale caricatrici frontali.
All'arrivo nel luogo di lavorazione, la sabbia e la ghiaia vengono smistate per dimensione. Una tramoggia di raccolta cattura i grumi di grandi dimensioni, dopodiché i vagli vibranti separano i materiali in frazioni selezionate. La ghiaia viene lavata e ulteriormente lavorata o immagazzinata, mentre la sabbia viene deipurificata, vagliata ed essiccata prima dello stoccaggio.
La ghiaia naturale è preferita per la costruzione grazie ai suoi bordi tipicamente arrotondati. L’estrazione vicino al corso d’acqua prende di mira i letti asciutti dei fiumi durante i periodi di magra, mentre i metodi in-stream utilizzano terne per piccoli corsi d’acqua o chiatte per fiumi più grandi. Le tecniche includono il dragaggio, il movimento della terra e le dragline:benne trainate da cavi che spostano in modo efficiente il materiale sfuso.
Il Ministero delle Risorse Naturali della Malesia raccomanda di limitare l’estrazione della ghiaia ai siti che riducono al minimo l’impatto ambientale. Le barre di ghiaia con vegetazione rada e materiale sciolto sono l'ideale, poiché riducono il rischio di erosione e di disturbo dell'habitat.
