Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas”.- DPTO: Ciencias Naturales.-

“Reporte escrito de la visita técnica a ‘La Cantera S.A.’”

Alumno: Orlando Antonio Rivera Sagastizado.-

Curso: Ingeniería Geológica.-

Catedrático: Geólogo Carlos Edmundo Aguilar.-

Sección: 01.-

San Salvador, Mayo 27 de 2008.-

Introducción.-

La geología y la ingeniería civil están estrechamente relacionadas una con la otra, pues la

primera ayuda a la segunda en la labor de estudiar los materiales naturales y la reacción de

estos ante las cargas que le imponen las obras civiles, a buscar yacimientos de materiales

aptos para construir, la estabilización de taludes, la ocurrencia de sismos, movimientos de

tierra y las propiedades ingenieriles de las rocas; lo cual facilita enormemente el trabajo del

ingeniero.-

Debido a lo anterior el conocimiento de los procesos que se llevan a cabo en canteras –las

cuales no son más que minas a cielo abierto en las que en lugar de piedras preciosas y

minerales se extraen rocas- es de vital importancia para el ingeniero civil; el cual esta en la

obligación profesional de elegir correctamente los materiales que usara para construir a fin

de que estos tengan la calidad y las propiedades adecuadas para el tipo de obra que

desarrollara.

Ya que en todo proyecto de ingeniería se necesitan diversos tipos de material pétreo -entre

ellos los agregados gruesos cuya calidad y granulometría depende de las aplicaciones en las

que se utilizan- podemos decir sin lugar a dudas que la minería de estos materiales esta

estrechamente relacionada con el mundo de la construcción.-

Debido a lo anterior como estudiantes de ingeniería civil debemos aprender a aplicar en el

campo los conocimientos asimilados en la clase de ingeniería geológica; esa es pues la

finalidad de la visita realizada cuyos resultados de investigación y observación quedan

plasmados en el presente reporte.-

Objetivos.-

Los objetivos de la visita y del presente reporte son:

Aplicar en el campo los conocimientos adquiridos en la clase.-

Investigar la relación existente entre la minería y las canteras.-

Aprender y conocer mediante la practica la importancia que tienen las actividades y

procesos de una cantera en la ingeniería civil.-

Reconocer en el campo los distintos tipos de rocas que se estudiaron y examinaron en

clase pero lejos de su estado confinado.-

Aprender a seleccionar los mejores agregados pétreos a utilizar en una obra civil.-

Conocer el estrato meteorizado de un yacimiento rocoso y los motivos por los que es

considerado material descartable.-

Verificar visualmente los estratos geológicos de un suelo gracias a la presencia de un

corte en el terreno.-

Distinguir los diversos tipos de taludes y las causas que los hacen estables o

inestables.-

Fase investigativa.-

1. La minería y las canteras.-

1.1. MINERIA.-Obtención selectiva de minerales y otros materiales (salvo materiales orgánicos de formación reciente) a partir de la corteza terrestre. La minería es una de las actividades más antiguas de la humanidad. Casi desde el principio de la edad de piedra, hace 2,5 millones de años o más, ha venido siendo la principal fuente de materiales para la fabricación de herramientas. Se puede decir que la minería surgió cuando los predecesores de los seres humanos empezaron a recuperar determinados tipos de rocas para tallarlas y fabricar herramientas. Al principio, la minería implicaba simplemente la actividad, muy rudimentaria, de desenterrar el sílex u otras rocas. A medida que se vaciaban los yacimientos de la superficie, las excavaciones se hacían más profundas, hasta que empezó la minería subterránea. La mina subterránea más antigua que se ha identificado es una mina de ocre rojo en la sierra Bomvu de Suazilandia, en África meridional, excavada 40.000 años antes de nuestra era (mucho antes de la aparición de la agricultura). La minería de superficie, por supuesto, se remonta a épocas mucho más antiguas.

Los métodos de minería se dividen en cuatro tipos básicos. En primer lugar, los materiales se pueden obtener en minas de superficie, explotaciones a cielo abierto u otras excavaciones abiertas. Este grupo incluye la inmensa mayoría de las minas de todo el mundo. En segundo lugar, están las minas subterráneas, a las que se accede a través de galerías o túneles. El tercer método es la recuperación de minerales y combustibles a través de pozos de perforación. Por último, está la minería submarina o dragado, que próximamente podría extenderse a la minería profunda de los océanos.

La minería siempre implica la extracción física de materiales de la corteza terrestre, con frecuencia en grandes cantidades para recuperar sólo pequeños volúmenes del producto deseado. Por eso resulta imposible que la minería no afecte al medio ambiente, al menos en la zona de la mina. De hecho, algunos consideran que la minería es una de las causas más importantes de la degradación medioambiental provocada por los seres humanos. Sin embargo, en la actualidad, un ingeniero de minas cualificado es capaz de limitar al máximo los daños y recuperar la zona una vez completada la explotación minera; el caso que nos ocupa es de los materiales de construcción entre los que se incluyen la arena, la grava, los áridos, las arcillas para ladrillos, la caliza y los esquistos para la fabricación de cemento. En este grupo también se incluyen la pizarra para tejados y las piedras pulidas, como el granito, el travertino o el mármol.

Como se ha indicado antes, existen cuatro sistemas fundamentales de extracción minera: la minería de superficie (que incluye las canteras), la minería subterránea, la minería por dragado (que incluye la minería submarina) y la minería por pozos de perforación. A continuación se describen los sistemas que se relacionan con el estudio que estamos realizando. Dentro de cada uno, los puntos fundamentales permanecen constantes, pero

los detalles varían según el material extraído, la dureza de la roca y la geometría del depósito. Por supuesto, existe un cierto solapamiento entre los distintos métodos.

1.1.1. Minería de superficie.- ™

La minería de superficie es el sector más amplio de la minería, y se utiliza para más del 60% de los materiales extraídos. Puede emplearse para cualquier material. Los distintos tipos de mina de superficie tienen diferentes nombres, y, por lo general, suelen estar asociados a determinados materiales extraídos. Las minas a cielo abierto suelen ser de metales; en las explotaciones al descubierto

se suele extraer carbón; las canteras suelen dedicarse a la extracción de materiales industriales y de construcción, y en las minas de placer se suelen obtener minerales y metales pesados (con frecuencia oro, pero también platino, estaño y otros).

1.1.2. Las Canteras.- Cantera y Cantería, excavación abierta de la que se extrae cualquier tipo de piedra para la construcción, para usos químicos o de ingeniería, y las operaciones requeridas para obtener de la cantera roca para su posterior utilización. Las dos ramas principales de esta industria se llaman cantería de piedras en sillares o de piedras trituradas. En la primera, se extraen bloques de piedra, por ejemplo mármol o pizarra, con diferentes formas y tamaños para distintas aplicaciones. En la industria de la piedra triturada, se muele granito, caliza, arenisca o roca basáltica para la fabricación de agregados de hormigón o en sustratos de carreteras. También se extrae caliza para fabricar cal y arcilla de China para hacer cerámica.

La cantería se lleva a cabo con distintos métodos y equipos, como instrumentos manuales, explosivos o sierras mecánicas, y con técnicas de acanaladura o de cuña, según el propósito para el que se quiera la piedra. La arcilla de China se extrae mediante potentes chorros de agua. Los instrumentos de mano pueden utilizarse en la cantería de piedra que esté en lechos de fácil acceso. Los principales instrumentos son el taladro, el martillo y la cuña. Se hace una fila de agujeros de varios centímetros con el taladro y el martillo a través de la capa o estrato, en perpendicular al plano de

™ Mina Kennecott (Utah, Estados Unidos)Situada en el suroeste de Salt Lake City, es la mayor mina a cielo abierto de cobre del mundo.Kennecott Corporation/Don Green

estratificación y a lo largo de la línea en la que se quiere romper la piedra. En cada hueco se encajan tres cuñas, diseñadas para que una pueda penetrar entre las otras dos; el método se conoce como del tapón y las lengüetas. Dando a cada tapón un golpe seco con un martillo y repitiendo la operación varias veces, la fuerza combinada de separación de los tapones y de las lengüetas llega a ser lo bastante grande como para romper la roca.

Es más común el empleo de explosivos para separar grandes bloques de piedra que luego se dividirán en trozos más pequeños por medio de cuñas o con el método del tapón y las lengüetas, o se molerán con bolas de acero que pesan varias toneladas. En este tipo de cantería, los agujeros taladrados se hacen a la profundidad requerida para romper la roca y se llenan en parte de algún explosivo, detonado con las técnicas usuales de voladura. Para obtener piedra molida fina para hormigón, se utilizan molederas primarias, con dientes o giratorias, y secundarias para reducir el tamaño de las rocas.

La técnica de acanaladuras consiste en cortar canales largos y estrechos en la roca para liberar los lados de un bloque grande. Las máquinas necesarias, antes de vapor, han sido mejoradas con motores eléctricos o de petróleo. Hoy son autopropulsadas y desplazan un filo cortante hacia delante y hacia atrás a lo largo de la línea sobre la que se hace el canal. Este se hace con profundidad suficiente para insertar cuñas con las que se rajará la piedra, de manera que la fractura estará guiada por la ranura. Este proceso se usa mucho en la cantería de mármol, de arenisca, de caliza y de otras rocas blandas, pero no sirve para granito y otras rocas duras.

Otro método de corte se basa en la combinación de una sierra eléctrica, un abrasivo y agua que hace de lubricante y refrigerante. La sierra corta un canal estrecho, llamado corte primario o inicial, que luego o bien se ensancha con una cuña o bien se vuela. Esta técnica se usa en cantería de pizarra, granito y caliza.

Un quemador automático de canales ha llegado hace poco al mercado de la cantería en sillares. Se parece a un quemador de mano mantenido en vertical por un marco, con un motor eléctrico que mueve despacio todo el sistema sobre un carril. Hace un corte más regular, no requiere la presencia de un operador y desperdicia menos roca. La máquina se controla con un ordenador o computadora.

Las canteras son bastante similares a las minas a cielo abierto, y el equipo empleado es el mismo. La diferencia es que los materiales extraídos-como se explico antes- suelen ser minerales industriales y materiales de construcción. En general, casi todo el material que se obtiene de la cantera se transforma en algún producto, por lo que hay bastante menos material de desecho. A su vez, esto significa que al final de la vida útil de la cantera queda una gran excavación. No obstante, debido a los bajos precios que suelen tener los productos de la mayoría de las canteras, éstas tienen que estar situadas relativamente cerca de los mercados. Si no fuera así, los gastos de transporte podrían hacer que la cantera no fuera rentable. Por esta razón, muchas se encuentran cerca de aglomeraciones urbanas. También supone que las cavidades creadas por muchas

canteras adquieren un cierto valor como vertederos de residuos urbanos. En las cercanías de las grandes ciudades, puede ser que la excavación creada por la cantera tenga un valor superior al del material extraído. Debido al bajo coste actual del transporte marítimo, se están abriendo nuevos tipos de grandes canteras costeras. Estas canteras pueden servir a mercados alejados porque los gastos de transporte son lo bastante bajos como para que sus productos sigan siendo competitivos.-

1.2. Evaluación de Impacto Ambiental en minería.- La Evaluación de Impacto Ambiental (EIA), es un concepto amplio que analiza a través de parámetros cuantitativos y cualitativos el estado del medioambiente antes, durante, y después de la actividad minera propuesta. No solo la minería, sino que cualquiera actividad económica que implique una "intrusión" en el medioambiente requieren de una EIA para su aprobación por las autoridades pertinentes.-

Es importante resaltar el concepto temporal-continuo que posee la EIA: estado del medioambiente "antes", "durante", y "después" de la actividad industrial. Esto significa en términos prácticos, que los proponentes de la actividad deberán predecir los cambios que se producirán en el medio, y sugerir medidas correctoras que impidan o mitiguen en lo posible los inherentes trastornos que serán causados, incluyendo un plan que permita restaurar (lo más cercanamente posible) el medio físico y biológico a su estado original.-

Prácticamente cada país (y en ocasiones las subdivisiones político-administrativas de éstos: Estado, Comunidad Autónoma, Provincia, Departamento posee su propia legislación medioambiental, (caso que no se da en nuestro país).-

Para que podamos seguir adecuadamente el orden de una EIA se debe aclarar lo siguiente:

En la minería moderna, la recopilación de datos ambientales debe comenzar tan pronto como en la etapa de exploración.-

Una vez que un depósito material ha sido descubierto como resultado de la campaña de exploración, se pasa a la EIA propiamente dicha.-

En la EIA tenemos que distinguir tres apartados.-

Un primer apartado que consiste en la investigación de Línea Base (baseline), es decir, una "auditoria" del "estado del medioambiente", antes de que empiece la actividad minera.

Aspectos a considerar en una investigación de línea baseLos aspectos a considerar en una investigación de línea base son diversos y en algunos casos complejos. La importancia de unos y otros variará en función de las características del proyecto minero y el medio donde se desarrollará. Por ejemplo no será lo mismo desarrollar un proyecto minero en una árida y remota región (e.g., Desierto de Atacama; Chile) que hacerlo en un entorno lleno de bosques, lagos, y vida en general (e.g.,

Columbia británica; Canadá). De cualquier manera, aun las regiones más áridas del planeta albergan vida, y en algunos casos pueden constituir ecosistemas únicos. El que un geólogo o un ingeniero no sean capaces de reconocer dichos hábitat no significa que no existan, de ahí que resulte vital contar con otros profesionales, por ejemplo, botánicos, zoólogos, biólogos para la realización de la EIA.

En términos generales, los siguientes son los parámetros que deberá cubrir la investigación de línea base:

Paisaje; en términos de importancia relativa, por ejemplo, zonas de reconocida belleza, tengan o no la categoría de reserva, parque nacional o regional. En estos últimos casos resulta obvio que la zona tendrá un nivel de protección a través de la legislación vigente que prohibirá o restringirá las actividades mineras.

Hábitat; entendiendo este término como "territorio que presenta unas condiciones ambientales determinadas y que está habitado por un conjunto de seres vivos para los que tales condiciones son las adecuadas".

Suelos; se deberá contar con una adecuada caracterización de éstos, que permita prever los problemas que puedan derivarse de la infiltración de efluentes mineros (e.g., drenaje ácido, soluciones cianuradas). Recordemos que no todos los suelos responden de igual manera a la infiltración de contaminantes.

Flora; aquí debemos disponer de un catálogo florístico (listado de plantas), poniendo especial énfasis en aquellas plantas que reciben una especial protección por estar en peligro de extinción.

Fauna; tratamiento del tema equivalente al de la flora.

Geoquímica de la zona; deberemos conocer las características químicas del medio, poniendo especial énfasis en los suelos.

Rocas; la investigación geológica previa generará sin duda abundantes mapas, sin embargo en este apartado deberemos prestar especial atención a la facturación (fallas redes de diaclasas), con vistas a evaluar las posibles infiltraciones de soluciones.

Aguas de superficie y subterráneas; aquí hay que determinar una serie de parámetros:

o Extensión y morfología de cuenca de drenaje (área de la cual una corriente y sus tributarios reciben agua).

o Las características químicas de los cursos de superficie y lagos.o Las características químicas de las aguas subterráneas.o Las variaciones estaciónales del nivel freático.o La productividad de los pozos de agua.

Usos del suelo; agricultura, ganadería, usos recreacionales, cercanía a núcleos urbanos, etc.

Ciencia y cultura; zonas de interés geológico, paleontológico, arqueológico, antropológico.

Un segundo apartado correspondiente a la descripción y análisis de los potenciales impactos ambientales derivados del proyecto minero (análisis predictivo).

Descripción y análisis de los impactos ambientales potenciales y medidas correctoras

Por definición todo proyecto minero causará un severo impacto en una zona. Una vez completada la línea base, la EIA debe incluir un listado de los impactos ambientales que podría generar el proyecto minero, y por supuesto, deberá incluir además un listado de las medidas correctoras que se adoptarán:

Impacto visual; a menudo la visión de una mina y sus instalaciones es el único contacto que tiene la gente con la actividad minera (por ejemplo, desde una carretera). Así el informe de EIA deberá dejar claro cual será la extensión de dicho impacto y las medidas correctoras que se adoptarán.

Manejo de las aguas; otro de los puntos esenciales del informe, deberá contemplar los siguientes aspectos:

o Control de escorrentías y procesos erosivos.o Capacidad de almacenamiento de agua para las actividades de mina y planta

de tratamiento de minerales.o Minimización del impacto causado por la extracción de aguas subterráneas.o Prevención de fenómenos de contaminación de las aguas subterráneas y

superficiales.

Flora y fauna; por definición las actividades mineras impactarán negativamente en la flora y fauna. Aun si la actividad minera es subterránea (menor impacto que la minería a cielo abierto), ésta afectará a la fauna debido a la presencia humana, maquinaria, movimiento de vehículos, o ruido. El informe deberá evaluar dichos impactos y explicar las medidas correctoras.

Ruido; el ruido puede ser importante si las operaciones mineras se desarrollan cerca de núcleos urbanos. Aun si éstos no existen, el ruido afectará a la fauna (ver punto anterior). En áreas urbanas la EPA (Environmental Protection Agency) de Australia recomienda los siguientes valores:

o Durante el día: 45 dBo Durante el anochecer: 37 dBo Durante la noche: 32 dB

Vibraciones - estabilidad del terreno; si la actividad minera se desarrolla cerca de centros urbanos, la voladura de rocas puede inducir vibraciones inaceptables en éstos. A este problema debemos agregar el de las ondas de choque generadas por las explosiones. El informe de EIA deberá entregar datos predictivos de dichos impactos. Otro factor a considerar, esta vez en relación a la minería subterránea, es la subsidencia del terreno debido al desarrollo galerías y cámaras de extracción.

Polvo y otras emisiones a la atmósfera; el polvo puede ser un problema serio en regiones áridas y semi áridas si existen centros urbanos en las cercanía de la explotación minera. Aun si la zona no está habitada el polvo afectará a la vegetación. Si las hojas se recubren de polvo disminuye la capacidad de fotosíntesis de la planta. Por otra parte, la obstrucción de los estomas (poros en las hojas) impedirá la absorción de CO2. Este impacto puede ser corregido mediante el regado de la mina (en el caso de una explotación a cielo abierto) y de las pistas por las que circulan los camiones y otros vehículos. Además los molinos deberán ser localizados en naves construidas a tales efectos. Otras emisiones relacionadas con la actividad minera incluyen las generadas por la combustión de los motores de los vehículos y maquinaria minera, y muy importantemente, las producidas por las fundiciones. Recordemos que el fundido de sulfuros produce emisiones de dióxido de azufre, arsénico, y otros compuestos en fase gaseosa a la atmósfera. Medidas correctoras incluyen el tratamiento de los gases. En el caso del dióxido de azufre, éste puede transformarse para la producción de ácido sulfúrico.

Tráfico; el movimiento de camiones y otros vehículos causa trastornos en la comunidades locales, generando ruidos, perdida de seguridad vial, y problemas con el mantenimiento de las carreteras. El informe deberá incluir los siguientes puntos:

o Tipo y volumen de tráfico antes de la actividad minera.o Identificación de las rutas a utilizar y tipo de vehículos que circularán por

ellas.o Evaluación del impacto ocasionado por el aumento de tráfico rodado.o Proyecto de mantenimiento de las rutas.

Manejo de productos químicos, hidrocarburos, y explosivos; las actividades mineras utilizan una amplia gama de este tipo de productos. El informe deberá incluir un listado de éstos y cumplir con la ley de manejo de substancias peligrosas. Además deberá dejar claro como se almacenarán dichas substancias.

Manejo de riesgos; a pesar de todas las precauciones que se puedan tomar, siempre existirá la posibilidad de accidentes (e.g., vertido incontrolado a un río). El informe deberá incluir un listado de aquellos riesgos y detallar los planes de contingencia para tratar con los mismo si ocurriera un accidente.

Manejo de materiales de desecho; por definición las actividades mineras generan un una gran cantidad de desechos químicos provenientes de las plantas de tratamiento,

pilas de lixiviación, escombreras de estériles, etc. El informe deberá explicitar los siguientes aspectos:

o Las características químicas de los desechos, concentraciones estimadas de los compuestos tóxicos, y el potencial de éstos para generar soluciones ácidas.

o Una estimación del volumen de desechos, y una demostración de que la compañía dispone de la capacidad física como para acumular éstos.

o El impacto en la fauna, por ejemplo, el envenenamiento de aves en las piscinas de soluciones ácidas o cianuradas, el esparcimiento de soluciones cianuradas por el viento más allá de los límites de las pilas de lixiviación.

o Un plan para el vertido controlado de otros desechos, por ejemplo, aguas de alcantarillas, desechos orgánicos, materiales de construcción, etc.

Impacto social y económico; la actividad minera tiene un carácter económico que puede incidir de manera importante en las comunidades locales. El informe deberá incluir los siguientes puntos:

o Una estimación del valor de la producción.o Empleo directo e indirecto, numero estimado de gente local que será

empleada, impacto en la tasa de desempleo local.o Movimiento de personas hacia las comunidades locales.o Estimación de los dineros que se gastarán en las comunidades locales.o Infraestructuras adicionales que serán requeridas, por ejemplo, carreteras,

escuelas.o Impacto en el estilo de vida de las comunidades locales.o Impacto en las actividades locales de agricultura y/o ganadería.

Una herramienta para prever los impactos potenciales lo constituye el método de las matrices, el que permite relacionar de una manera visual simple, las acciones de un proyecto minero con los componentes ambientales.-

La tercera consiste en un plan de rehabilitación y uso final del terreno.

Rehabilitación y uso final del terrenoLa rehabilitación es un aspecto integral de las operaciones mineras e incorpora dos elementos básicos:

El plan de uso final del terreno: existe una diversidad de usos finales posibles para un terreno que ha sido sujeto a actividades mineras. Estos incluyen:

o Retorno a las condiciones iniciales: naturaleza pura o actividades agrícola-ganaderas, según haya sido el caso.

o Usos industriales. o Lagos o lagunas artificiales para uso recreativo. o Vertederos controlados.

En el primer caso existen dos variantes. Si la zona no presentaba actividades agrícolas, entonces el fin último será reconstruir el ecosistema original. En la segunda opción el terreno deberá quedar apto para sostener actividades agrícolas, no siendo necesario que éstas sean idénticas a las originales. En el caso de las actividades industriales la

situación es más compleja, ya que dichas actividades deberán contar con su propia EIA. En el caso de vertederos o lagunas artificiales habrá que contar con las características hidrogeológicas del terreno, y además con unas características químicas que no vayan a inducir problemas de contaminación.

El plan de rehabilitación progresiva: éste deberá describir, por lo menos de manera conceptual, los trabajos de rehabilitación que se llevarán a cabo durante la actividad minera, el cómo se realizarán, y la secuencia de los trabajos. Elementos de la actividad minera que deben ser considerados en el plan de rehabilitación progresiva son los siguientes:

o Balsa de estériles. o Escombreras de estériles y pilas de mineral tratadas. o Sectores de la mina que van siendo abandonados.

Y el plan deberá incluir los siguientes puntos: Revegetación, densidad de plantas. Diversidad de especies. Productividad de los terrenos agrícolas rehabilitados. Angulo final de pendiente de los taludes de la mina y escombreras. La química y los sólidos en suspensión de las aguas de escorrentía.

La EIA tiene que estar completada antes de que empiecen las labores mineras Este será el requisito fundamental para solicitar el permiso de explotación del recurso mineral a las autoridades pertinentes.

1.3. Materiales de construcción explotables en una Cantera.-

1.3.1. PIEDRAS DE CONSTRUCCIÓN

Es el nombre que han recibido históricamente las rocas empleadas para la construcción de edificios, puentes y caminos.

Pueden ser usadas como piedra rústica o pulidos y en diferentes formas tales como bloques y lajas.

™

También pueden tener distinto grado de tallado, desde una pequeña moldura hasta una escultura completa. Si bien el uso de bloques superpuestos para la construcción de muros ha sido reemplazado casi completamente por el uso de ladrillos o paneles prefabricados, la utilización de paneles pulidos para revestimiento de paredes y suelos está en expansión. Los materiales a utilizar pueden tener origen ígneo, metamórfico o sedimentario, sin embargo los nombres comerciales de las rocas de construcción no son tan estrictos como los nombres científicos. En el mercado se comercializan:

Granitos.-

™ Bloques en el frente de una casa.-

™

Mármoles.-

™

Cuarcitas.-

™ Adoquines de granito.-

™ Fauno de mármol en el frente de una casa.-

™

Pizarras.-

™

Basaltos.-

Dolomitas.-

™ Frente de una casa.-™ Pizarras en techo de casa.-

También se utiliza para la industria de la construcción arenas y cantos rodados que se extraen de las playas y costas del mar o los ríos.-

™

1.4. Labores del geólogo en una mina.-

El papel del geólogo en una mina fue variando significativamente durante el siglo XX. En los primeros tiempos, la labor geológica en una mina (si es que se realizaba alguna) era llevada a cabo por un ingeniero de minas, con mayores o menores conocimientos sobre el tema. Aquí trataremos solamente el caso de las canteras y minas a cielo abierto.-

Hoy en día, cualquier compañía medianamente importante dispone de un departamento de geología, sección también conocida en otros países como superintendencia de geología. Un departamento de geología puede llegar a tener hasta más de 10 geólogos, que cumplirán distintas tareas en la mina:

Cartografía. En el caso de las minas a cielo abierto, las condiciones de trabajo son más agradables que en las minas subterráneas. Por otra parte, al disponer de varios bancos de trabajo en la mina se

™ Canto rodado

podrá obtener una visión "semi-3D" de la geología. Un aspecto a destacar es que sólo se cartografían los frentes (las paredes semi-verticales) de los bancos de la mina. La razón no es sólo convencional sino que práctica. Debido al intenso tráfico rodado (grandes camiones, cargadores frontales, palas mecánicas) sólo los frentes están limpios como para apreciar adecuadamente los rasgos geológicos.

™

™ Bancos de explotación en la mina La Escondida (Chile). Observe el plano de falla.

™

™

™ Ejemplo de cartografía en una mina a cielo abierto. Note que solo los frentes de los bancos (bench) son cartografiados; a partir de ahí el trazado se realiza con línea de segmento (contacto inferido). ™ Pala mecánica y camiones, al fondo, frente de un banco. Mina El Romeral (Chile). Viendo esta imagen se entiende porqué se cartografía solamente el frente de un banco.

™

Testificación de sondeos.-

Estimación de reservas.-

Estudios geotécnicos.-

Cabe destacar que esta situación se ha modificado ligeramente en la última década, a través de la utilización de empresas contratistas que proporcionan geólogos a las compañías para realizar labores específicas requeridas por éstas.-

El departamento de geología deberá tener un diálogo fluido y permanente con algunos departamentos de ingeniería (explotación). Esto es vital, ya que el ingeniero debe conocer de la manera más precisa posible el sector de la mina que se va a explotar, empezando por las características geotécnicas de la roca.-

Hasta aquí hemos tratado el tema de las grandes compañías mineras, pero ¿qué pasa con las pequeñas? Muchas compañías no pueden darse el lujo de contar con un geólogo en la plantilla, por lo que deberán cada cierto tiempo llamar a un consultor para que resuelva problemas puntuales. A veces este geólogo consultor puede actuar de "médico" para todo un distrito minero, con diez o veinte minas activas.-

2. Caso especifico: La Cantera S.A.-

™ Sondeadoras para preparación de voladura de bancos. Los cuttings obtenidos durante la perforación para la inserción de los explosivos permiten obtener una última valoración de las leyes. Mina El Romeral (Chile).

2.1. Descripción General.-

La cantera se encuentra ubicada en el Km. 57 ½ de la carretera El Litoral en la jurisdicción de San Diego en el departamento de La Libertad. Este plantel que posee una planilla de 80 trabajadores y produce diversos tipos de agregados para construcción. En sus instalaciones cuenta con su propio taller de mantenimiento de maquinaria, tanques de reserva de combustible diesel, un polvorín y una bascula para camiones de volteo.

™

Esta cantera explota principalmente basalto aunque también se encuentra presente en el estrato material de aluvio que por ser de menor utilidad no es extraído.-

La mina propiamente dicha consta de 4 terrazas en un área de 87,500m2, las cuales no están dispuestas al azar, de hecho esta “estructura” ayuda en la mitigacion de riesgos; ya que al trabajarse de esta forma se evitan derrumbes que de ocurrir, caso que no se ha dado a la fecha, los materiales desprendidos no lleguen al cauce del río que va adyacente al área de explotación.-

Los la duración del recurso de la mina esta estimado en 20 años, tal y como lo expresa el permiso de explotación con el que cuenta el proyecto, y se comenzó a trabajar en 1998.- Actualmente se encuentra en trámite el permiso para explotar por 20 años más una segunda zona que vendría a ampliar el plantel actual.-

™ Ubicación de La Cantera.-

La cantera produce semanalmente entre 5000 a 6000m3 entre agregados material selecto y roca en bruto. Para producir esa cantidad de material son necesarios varios procesos mecánicos como la trituración así como también las voladuras.-

2.2. Procesos de producción y material explotado.-

El material principal que se extrae es basalto que en esta zona ha tomado una estructura columnar que es característica del enfriamiento rápido del magma del que proviene. ™

Esta roca es muy común en nuestro país pues su origen es volcánico y su composición mineralogica comprende olivino, augita y otros minerales.

La roca es separada del estrato mediante voladuras controladas que son realizadas dos veces a la semana. Las dimensiones de estas dependen del volumen de material a

extraer y de las dimensiones volumétricas del material desprendido.

2.2.1. Voladuras.- El proceso de voladura es muy complejo ya que se deben considerar: la seguridad del área, las condiciones a profundidad del estrato a desprender, esto es si presenta filtraciones de agua provenientes de las escorrentías superficiales existentes pues esto cambia el tipo de explosivo a utilizar, y como se dijo antes de los volúmenes a extraer. Esto se facilita en gran medida mediante el uso de matrices de perforación que van desde 3m x 3m y se amplían según la necesidad. En caso que el estrato presente filtraciones se utiliza una

emulsión explosiva que no es soluble en agua™1 y caso contrario un explosivo granulado. Generalmente las voladuras se realizan a medio día o al final de la tarde debido a que el tráfico de los camiones de la mina puede ser detenido sin mayores consecuencias pues durante estas etapas del día la producción se ralentiza, además debe darse un tiempo

™ Basalto columnar es un risco del plantel.-™1 Véase en anexos las etiquetas técnicas de los explosivos.-

prudencial luego de la explosión dada la liberación de gases que produce el químico explosivo que se utiliza.

2.2.2. Transformaciones mecánicas de la roca.-

2.2.2.1. Martillo hidráulico.- Luego de la voladura los fragmentos de la roca pueden exceder las 60 pulgadas de diámetro, este tamaño es demasiado grande para la quijada –que solo acepta rocas de menos de 25 pulgadas de diámetro- debido a esto las rocas que han sido expulsadas lejos del área de voladura son acarreadas al nivel bajo de la mina donde son apiladas y reducidas en su diámetro por un martillo hidráulico. En este punto se producen también los denominados productos de mina detallados a continuación.-

Piedra cuarta: desde 4 hasta 14 pulgadas. Piedra en bruto: desde 16 hasta 24 pulgadas. Roca: 24 pulgadas en adelante.

2.2.2.2. Trituración mecánica.-Luego de ser reducidas a un diámetro de 25 pulgadas o menos las rocas son transportadas en camiones hasta la quijada (o cono triturador) en donde son reducidas a un tamaño que va desde 1 ½ pulgada hacia abajo. Estas trituradoras tienen una capacidad de 700m3.-

*

2.2.2.3. Selección del material.- A la salida del cono de trituración se encuentran los tamices de separación. Estos “filtros” se encargan de retener el material que será transformado en gravas según su granulometría. Estos materiales “filtrados” serán llevados a otras trituradoras

* Cono de trituración o quijada.-

por medio de bandas transportadoras y cuando no alcanzan el tamaño deseado se pasan nuevamente a la trituradora. A continuación el detalle de las gravas producidas y su granulometría.-

Grava 2: pasante 1 ½ retenido 7/8. Grava 1: pasante 7/8 retenido ¼. Grava ¾: pasante ¾ retenido ¾. Grava 3/8: pasante 3/8 retenido ¼. Grava 0: pasante ¼ hasta fondo (esto incluye pasar la malla 200). Material selecto: pasante 7/8 retenido fondo (incluye limos y arcillas lo que

agrega plasticidad).

2.2.2.4. Pruebas de laboratorio.- Como todo material de construcción los materiales obtenidos en la mina son sometidos a pruebas de laboratorio para conocer sus propiedades tanto físicas como mecánicas dichas pruebas son:

En el caso de las rocas se practica solamente la prueba de gravedad específica.

Para las gravas se hacen pruebas de granulometría y de sanidad del material además de las detalladas en los siguientes cuadros.-

o Materiales finos.

o Materiales gruesos.

REQUERIMIENTOMETODO DE ENSAYO

SANIDAD DEL AGREGADO ASTM-C-88

EQUIVALENTE DE ARENA ASTM- C-2419

INDICE DE PLASTICIDAD ASTM- D-4318

PARTICULAS DESMENUZABLES ASTM –C-142

PARTICULAS LIGERAS ASTM- C-123

GRANULOMETRIA ASTM-C136

2.3. Mitigacion de riesgos.- Como toda mina esta cantera debe cumplir las debidas medidas de mitigacion ambientales como la reforestación de toda la ribera del rió, así como los taludes adyacentes a este, bordas de protección cuya finalidad es restringir el paso de los materiales en caso de derrumbe, drenajes dentro del área de la mina y dentro del área de procesamiento y como se menciono antes la conformación de la mina en terrazas ayuda a la mitigacion del riesgo ambiental en caso de deslizamiento además de los controles de polvo y ruido y aunado a esto se ha buscado ampliar el área alrededor de la mina tratando de mantener las viviendas lo mas alejadas del área de explotación.-

Fase Observativa: La Visita técnica.-

REQUERIMIENTO METODO DE ENSAYO

SANIDAD DEL AGREGADOASTM-C-88

ABRASIÓNASTM- C-131

PARTICULAS PLANAS Y ALARGADAS ASTM- D-4791PARTICULAS DESMENUZABLES ASTM –C-142GRAVEDAD ESPECIFICA BULA ASTM- C-127CARAS FRACTURADAS

ASTM D 5821

GRANULOMETRIA ASTM-C136

Al inicio de la visita el personal de la cantera proporciono cascos de seguridad, pues dentro del área de explotación es obligatorio el uso de los mismos.-

El recorrido comenzó en el área de procesamiento de las gravas donde se observaron las maquinas en pleno proceso de trituración.

Ya alejados de la zona de trituración se hizo una pausa donde el geólogo explico en términos generales el proceso a seguir para el inicio de una explotación de esta clase, el tipo de recurso que se extrae y los procesos que se siguen para obtener las certificaciones ambientales. También explico las medidas de mitigacion de riesgos que se necesitan para que la mina trabaje con seguridad tanto para los trabajadores de la explotación como para los vecinos de este. En esta parte también se observaron los diferentes acopios de material ya extraído y procesado así como también los segmentos meteorizados del estrato.-

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Al llegar a la zona de la mina se observo en detalle la conformación de las terrazas y se observo el proceso de reducción de tamaño por medio del martillo hidráulico, la perforación de una matriz para una futura explosión, así como también la separación del material fracturado que no se desprende por completo del estrato aun después de realizada la voladura.-

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* Material meteorizado separado del estrato.-* Conformación de las terrazas en la mina, en e circulo rojo se observa el equipo de perforación en la segunda terraza.-

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Después de esta observación se subió al nivel de la segunda terraza y se observo en detalle la roca explotada así como también las aguas de escorrentía que atraviesan la mina y que van a desembocar al río.-

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Al bajar de las terrazas se descendió al río, donde se observo la salida final de la vaguada y un talud muy inestable que se encuentra dentro de la zona de protección del río, las obras de mitigacion de esta zona encuentran en proceso de autorización por las autoridades ambientales competentes.-

* Pala mecánica desprendiendo material fracturado luego de la voladura.-* En el espacio encerrado se observan las vaguadas que atraviesan la mina y en general el nivel entre terrazas.-

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� Salida final de las vaguadas al rió.- U Talud inestable a orillas del rió.-U Cartel de prevención.-

Al bajar al río se pudo constatar el proceso de meteorizacion en los taludes, este proceso en si no es el que convierte a los taludes en inestables puesto que el material meteorizado es por si solo bastante compacto y sólido, pero en su parte superior el risco rocoso es el que le imprime un carga que se ha mantenido peligrosamente en equilibrio. De hecho la mejor manera de estabilizar la zona es removiendo el material pétreo que esta depositado sobre el talud, para lo cual es necesario un permiso ambiental ya que este risco esta dentro de la zona de protección del río. Otro hecho observable y de interés fue la erosión vertical que producen los ríos, pues en la cantera se pudo observar el nivel antiguo de dicho cuerpo de agua.-

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Al subir del río se paso a la zona de trituración donde se pudo observar el proceso de descarga de rocas dentro del cono triturador y como este procesa el material que luego es transportado a los trituradores que le darán su granulometría final.-

1 Río adyacente a la cantera.-

Conclusiones.-

En base a la investigación realizada y la visita técnica en el presente reporte se puede concluir lo siguiente:

La minería a pesar de sus efectos es vital para las actividades humanas y su realización es mas segura gracias a los conocimientos geológicos.-

La minería y la industria de la construcción están estrechamente ligadas y aun que la segunda no dependiera de la primera la minería siempre seria de importancia para los seres humanos.-

Toda actividad minera debe ser estudiada minuciosamente antes de dar inicio y el estudio de los impactos que ocasionara tiene que ser lo mas estricto posible.-

Los materiales que una cantera produce no se quedan solamente en gravas, como se ha visto estos pueden ser muy diversos.-

El fenómeno de la meteorización a pesar de su mala relación con la construcción es un paso que la misma naturaleza ha dispuesto para su regeneración continua.-

Los taludes en general son estables aun cuando estén compuestos por materiales meteorizados siempre y cuando las pendientes y las cargas a las que se ve sometido no se vean aumentadas por estratos rocosos asentados sobre ellos.-

Las vaguadas o aguas de escorrentía superficial pueden cambiar drásticamente la forma en la que se explota una cantera.-

La forma en la que una mina es explotada puede ser aprovechada para evitar riesgos ambientales.-

Antes de proceder a cualquier actividad dentro del área de protección de un río se deben solicitar los permisos ambientales pertinentes.-

ANEXOS.-

Información general de los explosivos utilizados:

INFORMACION GENERAL:

Nombre del Producto: SUPERFAM DOS C/ MIX

Nombre de la Compañía: Famesa Explosivos S.A.C.

Dirección: Km 28 Autopista Ancón - Puente Piedra

Ciudad: Lima

Código Postal: Lima 22

Teléfono (51 1) 4 885057

E-mail: famesa@famesa.com.pe

Fecha: Enero del 2,004

INGREDIENTES / INFORMACION DE IDENTIFICACION:

Ingredientes: Nitrato de AmonioDieselAluminioEnergizantes

CARACTERISTICAS FISICO - QUIMICAS:

Apariencia : Sólido gris granular.

Olor : Con olor característico del hidrocarburo.

Punto de fusión : 169º C

Solubilidad en agua : Muy soluble.

RIESGO DE FUEGO Y EXPLOSION:

Fuego y explosión : Ningún riesgo de un incendio espontáneo siempre y cuando se cumpla con los requisitos recomendados para el manipuleo, transporte, almacenaje y uso establecidos por los reglamentos vigentes. Una descomposición térmica puede causar vapores tóxicos e irritantes. Un calentamiento bajo confinamiento y/o condiciones especiales, puede conducir a una reacción violenta o una explosión.

Riesgo de una detonación : Ningún riesgo de una detonación espontánea, siempre y cuando se cumpla con los requisitos recomendados para el manipuleo, transporte, almacenaje y uso, establecidos por los reglamentos vigentes. En el caso eventual de explosión, es inminente una detonación en masa.

Procedimiento para combatir el fuego : Cuando hay fuego declarado en el material, no intentar extinguirlo. Despejar el área y evacuar al personal a un lugar seguro. Notificar a las autoridades de acuerdo a los procedimientos de emergencia. Sólo el personal entrenado en emergencia se hará cargo de la situación.

INFORMACION GENERAL:

Nombre del Producto: EMULSION ENCARTUCHADAEmulnor 1000, 3000 y 5000

Nombre de la Compañía: Famesa Explosivos S.A.C.

Dirección: Km 28 Autopista Ancón – Puente Piedra

Ciudad: Lima

Código Postal: Lima 22

Teléfono ( 01 ) 613 - 9800

E-mail: famesa@famesa.com.pe

Fecha: Enero del 2,004

INGREDIENTES / INFORMACION DE IDENTIFICACION:

Ingredientes: Nitrato de AmonioNitrato de SodioAluminioAceites (Mineral, otros)Diesel

CARACTERISTICAS FISICO - QUIMICAS:

Apariencia y olor: Masa pastosa semisólida.No tiene olor.

Solubilidad en agua: Muy poco. Casi insoluble.

RIESGO DE FUEGO Y EXPLOSION:

Fuego y explosión: Prende al exponerse a fuego directo, la combustión del material puede producir vapores tóxicos.

Riesgo de una detonación: Ningún riesgo de una detonación espontánea, siempre y cuando se cumplan con los requisitos recomendados para el manipuleo, transporte, almacenaje y uso, establecidos por los reglamentos vigentes. Si se expone directamente al fuego abundante arderá vigorosamente y puede llegar a explotar en ciertas condiciones. En el caso eventual de explosión, es inminente una detonación en masa.

Procedimiento para combartir el fuego: Cuando hay fuego declarado en el material, no intentar extinguirlo. Despejar el área y evacuar al personal a un lugar seguro. Notifique a las autoridades de acuerdo con los procedimientos de emergencia. Sólo el personal entrenado en emergencia se hará cargo de la situación. El material en combustión puede producir gases tóxicos.

MEDIDAS DE SEGURIDAD:

• Se recomienda el uso de lentes de seguridad.

• La vestimenta debe ser la apropiada de acuerdo a reglamento, por ejemplo, de algodón para evitar el acumulamiento de cargas estáticas.

• Se recomienda el uso de guantes y zapatos de seguridad.

BIBLIOGRAFIA.-

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Clark, I. & Harper, W.V. 2001. Practical geostatistics 2000. Ecosse North America Llc., Columbus, 342 pp.

McKinstry, H.E. 1970. Geología de minas. Omega S.A., Barcelona, 671 pp

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Google Earth.

Agradecer especialmente la fina colaboración del Ingeniero Francisco Arriaza, Gerente de Agregados en La Cantera S.A.