2. CONDICIONES NATURALES Y DESCRIPCION DE RESERVASLos ambientes naturales de deposicin de los materiales de construccin (Canteras y Material de Arrastre) son muy particulares de cada regin, los cuales dependen de procesos y ambientes geolgicos que fueron originados en determinados periodos de formacin. Por lo anterior se hace una descripcin en particular de algunas regiones dada su importancia. El mapa Geolgico de Colombia muestra las formaciones y fallas. Ver figura 1.

Figura 1. Mapa Geolgico de ColombiaFuente. INGEOMINAS

Los Materiales de Construccin los cuales han contribuido al desarrollo de la infraestructura de ciudades, vas, entre otras; desde tiempos histricos, se puede concebir en forma general que sus explotaciones se han venido haciendo en Canteras y Graveras, que se pueden definir:

CANTERAS. Canteras es el trmino genrico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales, ornamentales y de materiales de construccin. Constituyen el sector ms importante en cuanto a nmero, ya que desde la antigedad el hombre ha venido explotando; para la extraccin y abastecimiento de materias primas con uso final en la construccin y en obras de infraestructura.

Antiguamente, debido al valor relativamente pequeo que tenan los materiales extrados; las canteras se situaban muy cercanas a los centros de consumo y posean unas dimensiones generalmente reducidas. Hoy da la situacin es muy diferente.

GRAVERAS. Los materiales detrticos, como son las arenas y las gravas, albergados en los depsitos de valle y terrazas de los ros, son objeto de una explotacin intensa debido a la demanda de dichos materiales por el sector de la construccin.Las arenas y los cantos rodados se encuentran poco cohesionados, por lo que las labores de arranque se efectan directamente por equipos mecnicos. Las explotaciones suelen llevarse a cabo en un solo banco, con una profundidad inferior, a los 20 m.

2.1. AMBIENTES SEDIMENTARIOS

Un ambiente deposicional o ambiente sedimentario es simplemente un punto geogrfico donde se acumulan los sedimentos. Cada lugar se caracteriza por una combinacin particular de procesos geolgicos (procesos sedimentarios) y condiciones ambientales (fsicas, qumicas y biolgicas) que la diferencian de zonas adyacentes. Algunos sedimentos, como los sedimentos qumicos que precipitan en cuerpos acuticos, son nicamente el producto de su ambiente sedimentario. Es decir, los minerales que los componen se originaron y se depositaron en el mismo lugar. Otros sedimentos se forman lejos del lugar donde se acumulan. Estos materiales son transportados a grandes distancias de su origen por una combinacin de gravedad, agua, viento y hielo.

En cualquier momento la situacin geogrfica y las condiciones ambientales de un ambiente sedimentario determinan la naturaleza de los sedimentos que se acumulan.

2.1.1. Tipos de ambientes sedimentarios

Los ambientes sedimentarios suelen estar localizados en una de las tres categoras: continental, marina o de transicin (lnea de costa). Cada uno consiste en un rea donde el sedimento se acumula y donde los organismos viven y mueren. Cada uno produce una roca o una agrupacin sedimentaria caracterstica que refleja las condiciones predominantes.Ver Figura 2.

Figura 2. Ambientes SedimentariosFuente. Geologa Venezolana

Segn Villota (1990) se distinguen tres tipos de ambientes formadores de grava y arena:

a. ABANICOS ALUVIALES. Depsitos que presentan normalmente una cohesin elevada y contenido de materiales finos alto. En sus canales se encuentran depsitos residuales de arena e incluso gravas. Depsitos fundamentalmente utilizables para prstamo y relleno.

b. DEPSITOS DE RIOS TERRAZADOS. Presentan unas caractersticas tpicas de un curso continuo de agua con pendientes moderadas, con un lecho de inundacin recorrido alternativamente por un complejo sistema de canales fluviales, lo que da lugar a amplios depsitos de arenas y gravas con escaza presencia de finos. La madurez litolgica de las partculas es elevada, presentndose las litologas ms estables; as mismo presentan ndices de redondez altos. En trminos generales, el volumen es alto.

c. DEPOSITOS DE ROS MEANDRIFORMES. Este tipo de sistemas fluviales puede presentar una evolucin del sistema fluvial anterior, en el que predominan las formas sinuosas del cauce, vista en planta como amplias y limosas llanuras de inundacin. Puntualmente se desarrollan barras arenosas que constituyen buenas acumulaciones para ridos de tipo arena.

La clasificacin del tipo de cause y determinacin del grado de estabilidad para cada sector de explotacin, utilizando la clasificacin de Stanley Schumm, que relaciona la configuracin de canales fluviales con el tipo de carga transportada por la corriente hdrica se puede ver en la figura 3.

Figura 3. Tipo de CanalFuente: Modificada de Schumm, 1977.

2.2. GENESIS DE LOS DEPOSITOS DE MATERIAL DE ARRASTRE

Los depsitos de material de arrastre son el resultado de la concentracin natural por procesos fluviales meteorizantes que desintegran fragmentos y partculas minerales de las rocas del basamento, sometidas posteriormente por las corrientes fluviales a procesos de transporte, abrasin y sedimentacin.

En la gnesis de los materiales de arrastre se consideran tres fases (Erosin, Transporte y Deposicin) que corresponden a una sola actividad singular. Para el desarrollo de los procesos hay que considerar una serie de factores incidentes[footnoteRef:1] como son: [1: Villota, 1999]

El gradiente de corriente (pendiente de la superficie del agua) que influye en la velocidad. El caudal y su regularidad (entindase caudal como agua y sedimentos en m3/s). La forma y regularidad de la seccin transversal del cauce. La profundidad y amplitud del cauce, rea de la seccin transversal y permetro mojado. La direccin o alineamiento del canal. Resistencia de las paredes y el fondo del cauce, su aspereza y rugosidad. La carga de sedimentos que recibe la corriente. La competencia y la capacidad de la corriente.

Segn las fases se pueden describir de la siguiente forma:

EROSIN. La erosin fluvial acta en diferentes direcciones:

Socavamiento linear en el fondo y en los lados del valle. Relacionado con el caudal de la corriente, inclinacin del cauce, resistencia de los materiales y regularidad de los caudales.

Desprendimientos y desplomes laterales de materiales, debido a: Accin lubricante de las aguas de infiltracin, Meteorizacin mecnica por fenmenos de expansin y contraccin relacionados con cambios en el estado de humedad del suelo, Socavamientos de la escorrenta en la base de las paredes del valle.

Erosin por el agua precipitada en la cabecera de los valles Erosinales. Produce: Regresin progresiva, Alargamiento del valle, y Reduccin en la altura de las divisorias de aguas.

TRANSPORTE. En este proceso, los materiales aluviales son transportados por el agua, achicados, modificados por el choque contra las paredes del cauce, y redondeamiento; siendo sorteados por tamao, forma y densidad. La carga de sedimentos transportada por las corrientes y sus fuentes son:

Detritos y solutos proporcionados por los procesos de pendiente (denudacin en general). Sedimentos desprendidos del propio lecho del ro. Derrubios y materiales producidos por la erosin y remocin gravitacional de las bancas u orillas del cauce. Depsitos retrabajados de terraza y planos inundables. Detritos producidos por accin glacial. Carga de desechos minerales y orgnicos que el hombre arroja a las corrientes. Los materiales elicos (arenas, loes, cenizas) que caen directamente sobre las corrientes.

DEPOSITACIN. La deposicin de la carga de sedimentos de una corriente tiene lugar por medio del proceso de sedimentacin diferencial. Esta se da en funcin de la carga y las caractersticas de los elementos transportados. Primero cesan de rodar los cantos ms grandes, luego los ms pequeos, seguido por los guijarros, gravas, arenas gruesas y medias, y finalmente la arena fina, limos que transportados en suspensin precipita al lecho. El proceso de sorteamiento de material, segn granulometra trabaja en dos direcciones:

Gradiente Textural Longitudinal. Se da cuando un sistema de agua (diseminado, desbordado) con carga en suspensin esta sobre una superficie a nivel con igual condiciones de clima, material parental. El sistema pierde energa por incremento de la friccin provocando que las partculas se depositen selectivamente en la direccin longitudinal de flujo, de las ms gruesas a finas como se observa en la figura 4.

Figura 4. Mecanismos de la sedimentacin textural longitudinal en una corriente fluvial.Fuente: Modificado de Villota, 1999.

Gradiente Textura Vertical. Determinado por la decantacin selectiva de partculas en suspensin, primero las gruesas y luego las ms finas, cuando la energa de trasporte se reduce en un mismo sitio. Relacionada con el tiempo de precipitacin que caracteriza a cada fraccin. Ver figura 5.

Figura 5. Mecanismos de la depositacin afectada por el gradiente textural vertical.Fuente: Modificado de Villota, 1999.

2.3. GEOLOGIALa geologa de cada zona segn la regin donde se vaya ejecutar un proyecto de explotacin de materiales de construccin es muy particular, dado que las formaciones y ambientes geolgicos no son los mismos; por lo anterior debe realizarse los estudios correspondientes de geologa para determinar las formaciones presentes en cada zona, tipos de ambiente y clases de rocas presentes. No obstante la informacin recopilada de la regin, permite la elaboracin del plano geolgico de la zona a intervenir con su respectiva columna estratigrfica.2.4. RESERVASPor estimacin de recursos entendemos la determinacin de la cantidad de materia prima contenida en un yacimiento o en una de sus partes. La mayora de los recursos y reservas se calculan en Toneladas Mtricas, solo la de los metales preciosos (oro, plata y platino) se calculan en kilogramos, los diamantes en Quilates y las reservas de gas natural, arena, piedras para la construccin, agua subterrneas, se estiman en Metros Cbicos. Esta cuantificacin formal de las materias primas minerales estimada por procedimientos empricos o tericos se denomina Inventario Mineral. Este a su vez se expresa en trminos de recurso y reservas.La cantidad de reservas de un yacimiento, como factor principal que determina la viabilidad econmica, posee una gran influencia en la vida til del yacimiento, la produccin anual y la decisin final de invertir en la explotacin minera. Estos trabajos tienen como objetivo fundamental la mejor estimacin de la ley y el tonelaje de los bloques de un cuerpo mineral as como determinar los errores probables de la estimacin con cierto nivel de confianza. La relevancia de las estimaciones depende de la calidad, cantidad y distribucin espacial de las muestras y el grado de continuidad de la mineralizacin.Para definir las reservas de un depsito de mineral o material, se debe tener en cuenta las siguientes variables:1. Delimitacin del yacimiento, segn el rea del Contrato, Concesin.2. Determinacin de la superficie del depsito (m2 ).3. Determinar la potencia o espesor (m).4. Definir el peso especfico del mineral, material (Ton/m3).5. Determinacin de las Propiedades Fsico-Mecnicas del Material, Mineral, Macizo Rocoso.6. Otras de las variables a considerar es la topografa del terreno, geologa, economa, incluyendo aspectos ambientales, sociales, legales, polticos, que pueden restringir la explotacin de todo o parte del material, o recurso mineral.En la cuantificacin de reservas existen varios mtodos aplicables de acuerdo al tipo de yacimiento, que se nombran a continuacin como fuente de informacin:1. Mtodo de la media aritmtica.2. Mtodo de los bloques geolgicos.3. Mtodo de los perfiles. Utilizado en (Material de Arrastre).4. Mtodos de los polgonos. Utilizado en (Canteras).5. Mtodos de los contornos topogrficos.6. Mtodo estadstico.7. Mtodos de los Bloques de Explotacin. Utilizado en (Canteras).2.4.1. Clasificacin de ReservasTeniendo en cuenta los grados de certeza geolgica, seguridad tcnica y seguridad econmica; las categoras de los recursos y reservas se definen de la siguiente manera:Medidas. Los puntos de Informacin distan hasta 500 m el uno del otro, lo que equivale a un radio de influencia de hasta 250 m, contados a partir de un punto de informacin.Indicadas. Los puntos de informacin distan entre 500 y 1500 m el uno del otro, lo que equivale a una influencia de hasta 500 m, comprendida entre los 250 m y los 750 m, contados a partir de un punto de informacin.Inferidas. Los puntos de informacin distan entre 1500 y 4500 m el uno del otro, lo cual equivale a un rea de influencia de hasta 1500m, comprendida entre los 750 y los 2250 m, contados a partir de un punto de informacin. Ver figura 5.

Figura 5. Clasificacin de Reservas Fuente: Luis Jarver C.2.4.2. Calculo de los Recursos Para cuantificar las Reservas y Recursos de un Mineral o Material, del rea objetivo que se pretende explotar, se procede al clculo de los recursos aplicando la siguiente ecuacin:

Donde:a = rea (m2).e = espesor del bloque de mineral (m).d = peso especfico del mineral, material (Ton/m3). = Inclinacin del Bloque de Mineral.t = toneladas de mineral o material.