Post on 22-Dec-2015
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CANTERASSe define como el lugar geográfico de donde se extraen o explotan agregados pétreos para la industria de la construcción o para toda obra civil, utilizando diferentes procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los materiales, donde se puede presentar desde extracción con dragas en lechos de ríos hasta utilizar explosivos en laderas de montañas y cámaras de explotación. Previamente a su explotación hay que realizar sondeos, pozos, análisis para cerciorarse de las propiedades y disposiciones de los yacimientos y bancos para su mejor extracción. Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la actividad suele originar serios problemas de carácter ambiental principalmente con la destrucción del paisaje.
CANTERAS
• Los diversos tipos de explotación de canteras, se caracteriza por la creación de un fuerte impacto al medio debido a que en la mayoría de las empresas no prestan la debida atención a dicha actividad. De aquí la necesidad de conocer los diferentes aspectos necesarios para la correcta explotación de una cantera.
MATERIALES Y MÉTODOS
• La explotación de minerales a cielo abierto conlleva a serias alteraciones medio ambientales. La intensidad de las mismas depende de varios factores entre los que se reconocen la situación y morfología del yacimiento y las características de entorno.
• Estas influencias van transformando el paisaje y provocan el empeoramiento cualitativo o cuantitativo de los recursos y el origen o desarrollo de procesos dañinos o degradantes.
MATERIALES Y MÉTODOS
• Dentro de los impactos ambientales derivados del desarrollo de la explotación de canteras de materiales de construcción se encuentran:
Alteraciones del suelo y modificación de sus propiedades.
Destrucción de la flora y de la fauna.
Perdida de la biodiversidad.
Alteraciones en las aguas superficiales.
MATERIALES Y MÉTODOS Alteraciones en las aguas superficiales (alteraciones de los ríos, drenajes superficiales,
contaminación física y química de las aguas superficiales).
Alteraciones en las aguas subterráneas (depresión del nivel freático, contaminación química del acuífero).
Impactos sobre los riesgos geológicos (aumento del riesgo de desprendimiento o deslizamiento)
MATERIALES Y MÉTODOS Cambios geomorfológicos y del paisaje (modificación del relieve, alteración del color,
rotura de la cuenca visual, introducción de formas extrañas, focalización de la percepción en la cantera en detrimentos en otros puntos).
Alteraciones en la atmósfera (emisión del polvo, ruido y vibraciones).
Impactos sobre el medio socio-económico (limitaciones en los usos del suelo, destrucción de recursos culturales, impactos sobre las vías)
MATERIALES Y MÉTODOS
Motivado fundamentalmente por:
No inclusión en los proyectos de explotación de la dimensión ambiental.
El sistema de explotación utilizado no lleva implícito las variantes de restauración.
Insuficiente formación ambiental por parte de los obreros, técnicos y directivos de la empresa
PRONÓSTICO AMBIENTAL Identificación de los impactos ambientales
Las acciones son las causas desencadenantes del impacto y se miden cuantitativamente de acuerdo a su magnitud y flujo. Las causas que ocasionan el impacto son evidentes y comienzan en el momento exacto en que el hombre empieza actuar sobre el medio.
Estas acciones se dividen en dos fases: exploración geológica y explotación minera; cuando la primera fase da resultados técnico – económicos factibles, comienza la explotación.
EXPLORACIÓN GEOLÓGICA
Se caracteriza por la apertura de las trochas de forma manual y mecanizada, sin tener en cuenta sistemáticamente las direcciones de las trochas y las curvas de nivel. Se continúa con la formación de las plazoletas de trabajo para las máquinas perforadoras de exploración geológica.
La formación de las plazoletas implica no solo el desbroce total, sino la retirada de la corteza terrestre total o parcialmente y la creación de
EXPLORACIÓN GEOLÓGICA
superficies nuevas de gran pendiente que dan origen a deslizamientos y subsecuentes incrementos de la erosión.
El destape se efectúa con un año de antelación como mínimo a la extracción del material, el cual se realiza con perforación y voladura.
IMPACTOS EN EL RECURSO TIERRA
AMBITO DE ALTERACION IMPACTOS ESPECIFICOS DURACION DEL IMPACTO
VEGETACION DEGRACION TOTAL DE LA VEGETACION PERMANENTE
SUELO AUMENTO DE LOS PROCESOS EROSIVOS Y PÉRDIDA TOTAL DEL SUELO
TEMPORAL
RELIEVECAMBIOS EN LA COMPOSICIÓN TOGRÁFICA E INESTABILIDAD
PERMANENTE
DRENAJE MODIFICACION DE LA RED DE DRENAJE NATURAL PERMANENTE
ALTERACIONES EN LOS RECURSOS HÍDRICOS
AMBITO DE ALTERACION IMPACTOS ESPECIFICOS DURACION DEL IMPACTO
AGUAS SUPERFICIALESALTERACIONES EN LA COMPOSICION FISICO - QUÍMICA
TEMPORAL
AGUAS SUBTERRANEASCONTAMINACIÓN FISICO – QUÍMICA.ALTERACIONES DEL NIVEL FREATICO
PERMANENTE
ALTERACIONES EN EL AIRE
AMBITO DE ALTERACION IMPACTOS ESPECIFICOS DURACION DEL IMPACTO
AIRE
CONTAMINACION POR POLVO Y GASES.EMISIONES CONTINUAS VARIABLES DE RUIDO
TEMPORAL
ALTERACIONES EN EL SUBSISTEMA SOCIO - ECONÓMICO
AMBITO DE ALTERACION IMPACTOS ESPECIFICOS DURACION DEL IMPACTO
NIVEL DE VIDA Y ESTRUCTURA DE LA POBLACION
AUMENTA LA OFERTA DE EMPLEO Y LAS ACTIVIDADES QUE PROPICIAN UN AUMENTO DEL NIVEL DE VIDA
TEMPORAL
USO DE LOS RECURSOS FORESTALES
PÉRDIDA DE RECURSOS FORESTALES Y DE SU CAPACIDAD DE REGENERACION
TEMPORAL
EXPLOTACION ECONÓMICA DEL YACIMIENTO
ALTA EXPLOTACION CON SIGNIFICATIVO BENEFICIO TEMPORAL
CONSIDERACIONES PARA EVALUAR CANTERAS
• Las canteras deben ser evaluadas tomando en cuenta los siguientes criterios:
Por su calidad
Por su potencia y rendimiento
Por su accesibilidad y Estado de las Vías de acceso.
Por su situación legal
POR SU CALIDAD
• La calidad de una cantera esta dada por su grado de cumplimiento de las especificaciones técnicas, del material que se busca; y se deduce de los ensayos de laboratorio que se practiquen sobre las muestras tomadas durante la etapa exploratoria.
REQUERIMIENTOS GRANULOMÉTRICOS PARA SUB-BASE GRANULAR
PORCENTAJE QUE PASA EN PESO
TAMIZ Gradación A Gradación B Gradación C Gradación D
50 mm (2¨) 100 100 ----- -----
25mm(1¨) ----- 75 – 95 100 100
9.5mm(3/8) 30 – 65 40 – 75 50 – 85 60 - 100
4.75mm(Nº4) 25 - 55 30 - 60 35 - 65 50 - 85
2.00mm(Nº10) 15 – 40 20 - 45 25 - 50 40 - 70
4.25mm(Nº40) 8 – 20 15 - 30 15 - 30 25 - 45
75.mm(Nº200) 2 - 8 5 - 15 5 - 15 8 - 15
ENSAYOS DE LABORATORIO
Las muestras representativas fueron sometidas a los siguientes ensayos:
• Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012)
• Límites de consistencia (NTP 339.129) Límite líquido, límite plástico, índice de plasticidad
• Clasificación SUCS, AASHTO (NTP 339.134,NTP 339.135)
• Contenido de humedad (NTP 339.127)
• Proctor modificado (NTP 339.141)
• Equivalente de arena (NTP 339.146)
• Abrasión (NTP 400.020)
• California Bearing Ratio (CBR) (NTP 339.145)
• Durabilidad con sulfato de magnesio (NTP 400.016)
• Peso unitario (NTP 400.017
ENSAYOS DE LABORATORIO
• Gravedad específica y absorción agregado grueso (NTP 400.021)
• Gravedad específica y absorción agregado fino (NTP 400.022)
• Módulo de fineza en agregado fino (ASTM C-125)
• Impurezas orgánicas en agregados finos (NTP 400.024)
• Residuos sólidos (sales solubles totales) (NTP 339.071)
• Adherencia agregado fino -asfalto (MTC E-220)
• Adherencia agregado grueso -asfalto (AASHTO T 182)
• Sulfatos expresados como ión SO4 = (NTP 339.074)
• Cloruros expresados como ión Cl -(NTP 339.076)
• Materia orgánica en agua, expresado como oxígeno (NTP 339.072)
• Humedad en mezclas de concreto asfáltico –Lottma (ASTM D-4867)
Ensayo Norma MTC Norma ASTM Norma AASHTO
Menor 3000msnm
Mayor-igual 3000msnm
Abrasión MTC E 207 C 131 T96 50% MAX 50% MAX
CBR(1) MTC E 132 D 1883 T193 40% MIN 40% MIN
Límite Líquido MTC E 110 D 4318 T 89 25% MAX 25% MAX
Indice de Plasticidad MTC E 111 D 4318 T 89 6% MAX 4% MAX
Equivalente de Arena MTC E 114 D 2419 T 176 25% MIN 35% MIN
Sales Solubles MTC E 219 1% MAX 1% MAX
Partículas chatas y alargadas(2)
MTC E 211 D4791 20% MAX 20% MAX
POR POTENCIA Y RENDIMIENTO
• Referido a la cantidad de material existente en la zona y el porcentaje aprovechable.
Potencia Bruta: Es el volumen total de la cantera, se obtiene multiplicando el área total de la cantera por la profundidad de la exploración.
Potencia Neta: Es el volumen de material utilizable que se espera obtener de la potencia bruta. Es la potencia bruta menos el material
POR POTENCIA Y RENDIMIENTO
de desbroce y el desperdicio (Over)
Potencia Aprovechable: Es aquella parte de la potencia neta aprovechable para un fin especifico.
EJEMPLO DE CÁLCULO DE RENDIMIENTOS
Datos:
Área de la cantera : 35,000m2
Profundidad aprovechable : 1.50m
Top soil (suelo superficial org) : 0.15m
Over en cantera mayor 3¨ : 25%
Esponjamiento : 5%
POR SU ACCESIBILIDAD Y ESTADO DE LAS VÍAS DE ACCESO
• La accesibilidad y estado de las vías de acceso de la cantera así como la situación legal no definida desde la etapa exploratoria, pueden ser en muchos casos definitorias al ocasionar gastos innecesarios y hasta atrasos o paralización de obra. Se debe verificar si los accesos son pavimentados o no, también determinar el grado de deterioro, así como la existencia de puentes, túneles, curvas u otros tipo de elementos que puedan limitar el paso de las maquinaria pesada.
POR SU SITUACIÓN LEGAL • Se debe de determinar el estado de la propiedad de las zonas donde se ha identificado
la existencia de material explotable.
• Nombre los actuales y de ser posible de los anteriores propietarios; existencia de contratos de servidumbre, concesiones etc.
ETAPAS DE EXPLORACIÓN
• Reconocimiento de Terreno:
Acceso
Geología y geomorfología
Topografía
Situación legal
• Estudios Preliminares:
Espesores
Composición del sub suelo
ETAPAS DE EXPLORACIÓN Napa freática
Pruebas in situ
• Estudios Definitivos:
Potencia
Calidad del material
Costo de explotación
Pruebas in situ
EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
• Es el conjunto de actividades por medio de las cuales se extrae materiales de una cantera para ser empleados en una obra determinada.
• Las actividades necesarias durante la explotación en una cantera son:
• Desmonte y limpieza.
• Preparación
• Extracción y acopio
• Zarandeo o chancado.
• Carguío y transporte.
• Los equipos usados en la exploración de canteras son normalmente: tractor sobre oruga o neumático, cargador frontal, excavadora, chancadora
CUIDADOS EN LA EXPLOTACIÓN
• Cuando se trata de la explotación de materiales térreos por ejemplo para terraplenes, sub base y bases:
• No mezclar los materiales de desperdicio(capa desbroce o el over)
• Acopiar mezclando lo mas posible a fin de logra uniformidad.
• Cuidar la humedad de los finos en el banco.
• Cargar de abajo hacia arriba para evitar segregación.
• Si se trata de producir agregado para concreto asfaltico o de cemento portland, los trabajos mas comunes incluyen:
• Alimentación
• Zarandeo o cribado.
• Trituración.
• Lavado
CHANCADORAS O TRITURADORAS
Existen dos tipos de plantas, portátil y estacionaria.
• La planta portátil, es usada en la construcción de caminos ubicados en zonas altas o en trabajos públicos de pequeño y mediano tamaño.
• Las plantas estacionarias, por otro lado, son más adecuadas para grandes escalas de producción y están ubicadas en función a los centros de abastecimiento
CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN
• Planta Portátil: 10-200 toneladas por hora.
• Planta Estacionaria: 60 – 500 toneladas x hora.
• La capacidad de producción más económica para estos tipos de plantas es de 150 toneladas por hora, y los siguientes puntos son desarrollados teniendo en cuenta esta capacidad de producción.
PROCESOS DE TRITURACIÓN
• La operación de trituración, es la primera etapa mecánica de la conminación. Por lo general se realiza en seco y en etapas sucesivas.
TIPOS DE TRITURADORASa) TRITURADORAS PRIMARIAS: Fragmentan trozos grandes hasta un producto de 6” a 4”. Se tienen dos tipos de maquinas:
• Trituradoras de Mandíbulas
• Trituradoras Giratorias
b) TRITURADORAS SECUNDARIAS: Fragmentan el producto de la trituración primaria hasta tamaños de 4” a 1/2”, entre estas maquinas tenemos.
• Trituradoras Giratorias
• Trituradoras Cónicas.
c) TRITURADORAS TERCIARIAS: Fragmentan el producto de la trituración secundaria hasta tamaños de 1/2” o 3/8”, entre estas maquinas tenemos.
• Trituradoras Cónicas
• Trituradoras de Rodillos.
TRITURADOR DE MANDÍBULAS (CHANCADORAS)
• Esencialmente constan de dos placas de hierro instaladas de tal manera que una de ellas se mantiene fija y la otra tiene un movimiento de vaivén de acercamiento y alejamiento a la placa fija, durante el cual se logra fragmentar el material que entra al espacio comprendido entre las dos placas (cámara de trituración).
TRITURADOR DE MANDÍBULAS (CHANCADORAS)
• El nombre de estas trituradoras vienen del hecho de que la ubicación y el movimiento de las placas se asemejan a las Mandíbulas de un animal, por eso, la placa fija suele llamarse mandíbula fija y la otra placa, mandíbula móvil.
TRITURADORAS GIRATORIAS
• Consisten en un eje vertical largo articulado por la parte superior a un punto (spider) y por la parte inferior a un excéntrico.
• Este eje lleva consigo un cono triturador. Todo este conjunto se halla ubicado dentro el cóncavo o cono fijo exterior.
• El conjunto, eje y cono triturador se halla suspendido del spider y puede girar libremente (85 – 150 rpm), de manera que en su movimiento rotatorio va aprisionado a las partículas que entran a la cámara de trituración(espacio comprendido entre el cono triturador y el cóncavo) fragmentándolas continuamente por compresión.
TRITURADORAS CÓNICAS Es una trituradora giratoria modificada. La diferencia principal es que el eje y cono triturador no está suspendida del spider sino que esta soportada por un descanso universal ubicado por debajo, tal como puede observarse en la Fig. Además, como ya no es necesario una gran abertura de alimentación el cono exterior ya no es abierto en la parte superior. El tipo de trituradora cónica mas utilizada es la Symons, la cual se fabrica en dos formas:
a. Trituradora cónica Symons Standard ,normalmente utilizada en la trituración secundaria.
b. Trituradora cónica Symons de cabeza corta, utilizada en la trituración fina o terciaria.
TRITURADORA DE RODILLOS
• Estas trituradoras siguen siendo utilizadas en algunas plantas, aunque en otras han sido reemplazadas por las cónicas. El modo de operación es muy simple. Consiste en dos rodillos horizontales los cuales giran en direcciones opuestas.
• El eje de una de ellas esta sujeta aun sistema de resortes que permite la ampliación de la apertura de descarga en caso de ingreso de partículas duras.
ELEMENTOS TRANSPORTADORES DE ÁRIDOS
• Cumple la función específica de trasladar los materiales entre dos puntos de cota distinta.
• En general, los elementos transportadores no tienen mayor alcance que el necesario para comunicar las partes fundamentales de una instalación de machaqueo, que como se sabe, son:
• machacadora, cribas y silos, o bien el lugar de producción y el de empleo.
TIPO DE TRANSPORTADORES
• Los cuatro más empleados son:
• A. Cintas transportadoras
• B. Elevador de cangilones
• C. Redlers
• D. Tornillo de Arquímedes
CINTAS TRANSPORTADORAS
• El transporte por cintas, en la mayor parte de los casos, se emplea cuando los materiales que han de transportarse son granulares y no cohesivos.
• Como ventajas del transporte por cinta figuran: el bajo costo de montaje y la posibilidad de efectuar la descarga en cualquier punto de su trayectoria, así como la capacidad de adaptación posterior de las instalaciones a otras obras.
• En instalaciones normales de obras públicas rara vez rebasa cada cinta la longitud de 100m.
PARTES DE UNA BANDA TRANSPORTADORAEn la figura se observan las partes de una banda
transportadoras encilla:
a.) Banda, b.) Rodillo Motriz, c.) Rodillo Tensor, d.) Carga del Género, e.) Descarga del Género, f.) Tensado, g.) Rodillos de Guía.
ELEVADORES DE CANGILONES
• Se entiende por elevadores de cangilones el conjunto de una cadena sin fin de la cual van colgados cangilones iguales para el transporte del material.
• Los elevadores de cangilones pueden ser de construcción cubierta o descubierta, dependiendo del material a elevar y de las condiciones ambientales, tales como viento lluvia, etc.
• Aunque los elevadores de cangilones son normalmente verticales, pueden disponerse en planos inclinados.
• Las velocidades de traslación oscilan entre 1 y 4 m/s, alcanzándose anchos de 1m.
• Rara vez su elevación es superior a los 50m, y su capacidad no sobrepasa los 400m3/h.
TRANSPORTADORES REDLERS
• Para transportes continuos se usan frecuentemente cadenas sin fin introducidas en cajas cerradas que se desplazan en su movimiento masas de material pulverulento, pero no cohesivo.
• La cadena resbala sobre el fondo o sobre carriles adecuados, y el arrastre del material es facilitado por la presencia de barras transversales fijas a la cadena.
• Este tipo de aparatos no se utilizan más que en fábricas e instalaciones industriales en razón a la fuerte inversión que representa.
• Normalmente, no se transportan más de 800t/h a velocidades inferiores a 2m/s; su longitud total es, generalmente, inferior a los 200 m
TORNILLO DE ARQUÍMEDES
• Para el transporte deáridos muy finos. Puede emplearse el tornillo de Arquímedes, que consta de un tornillo sin fin encerrado en un cilindro o en caja de sección rectangular que lo envuelve a pequeña distancia de su hélice exterior. Aunque, frecuentemente, el tornillo de Arquímedes se utiliza para simultanear el transporte con el lavado de un árido mediante una corriente de agua, puede también emplearse como elemento simple de transporte.