UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

Integrantes: GALLARDO HUARIPATA Alex

GALLARDO HUARIPATA, Mónica

ARTEAGA HUACCHA, Justo

QUISPE QUINTANA Eleazar

SOPLAPUCO QUISPE, Víctor

¿QUÉ ES UNA CANTERA?

Se llama cantera a todo depósito enriquecido de material no metálico, que se usa como material de construcción como hormigón, arena, gravas, arcilla, etc. Es un lugar donde las rocas se separan de sus lechos naturales y se prepara para su utilización en construcciones. Hay canteras a cielo abierto y subterráneo. La cantera a cielo abierto pueden sé en ladera, cuando la roca se arranca de la falda de un cerro, o subterranea, cuando la roca se extrae de cierta profundidad en el terreno.

FACTORES QUE CONDICIONAN LA EXPLOTACIÓN DE UNA CANTERA

Los factores a tener en cuenta para considerar a un depósito como cantera, en líneas generales, son los siguientes:

• El depósito debe estar constituido por materiales o minerales no metálicos.

• Calidad de la roca a explotar• Volumen considerable a explotar de la

cantera (potencia).• Ubicación de la cantera.• Accesibilidad.• Impacto ambiental• Economía de producción y transporte.

Variedad de Tamaño de los AgregadosLa ArenaLa Arena es un agregado fino de uso extendido y frecuente en la construcción. La Arena, en virtud de su composición, tendrá diferentes características: cuando la Arena está constituida por partículas pequeñas de rocas trituradas, en especial cuando se trata de rocas silíceas, su uso frecuente será para la elaboración de mortero y concreto. Cuando la Arena es gruesa se utiliza con gravilla para la fabricación del concreto para pisos. Y si la Arena es fina, el uso más común es para los trabajos generales de construcción o albañilería, y trabajos de mampostería.

El principal componente de la arena es la sílice o dióxido de silicio (SiO2), y su origen es muy variado; puede extraerse de los ríos o lagos, en lagunas ocasiones se encuentra en los depósitos volcánicos, o puede provenir a partir de roca triturada por medios mecánicos, cuando el hombre simula las fuerzas que provocan la desintegración química y mecánica de la rocas bajo meteorización y abrasión.En general, la propiedad fundamental de la Arena proviene de su capacidad para reducir las fisuras que aparecen en la mezcla al endurecerse. El costo de la lo arena lo determinan muchos factores, el precio de extracción y la ubicación de la mina son algunos de ellos.

La GravaLa Grava es un agregado grueso de uso común y generalizado, es uno de los principales componentes del concreto; por este motivo, la calidad de la grava triturada es de vital importancia para asegurar que la estructura del concreto cumpla con su propósito. La Grava es un material que se extrae de rocas de cantera, triturados o procesados a partir de procedimientos mecánicos. El proceso de producción de la Grava es tal que debe asegurar que las partículas constitutivas tengan un rango de tamaño de 3/4 de pulgada aproximadamente.

Por sus propiedades, es necesario que la Grava provenga de materiales de amplia vida útil, resistentes y sólidos mecánicamente, completamente libre de partículas contaminantes que pudieran afectar el tiempo y calidad de fraguado del concreto. La granulometría de la grava pueden ser desde muy pequeñas, de 3/6 a 3/8 de pulgada, y hasta grava triturada de tamaño mayor, es decir, de 3 a 6 pulgadas. El costo de la grava lo determinan muchos factores, el precio de extracción y la ubicación de la mina son algunos de ellos.

El Granzón o HormigónEl granzón o hormigón es un tipo grava debido a que su granulometría se encuentra entre los 3.5 y los 10mm. Para extraer el hormigón de las minas existen diferentes métodos; aunque normalmente se realiza mediante el desgaje de los cerros con buldózer o con dinamita. Posteriormente se recolecta el material y lleva a la quebradora, aquí se trituran las rocas capaces de pasar por una rejilla y se pasan por la vibradora la cual separa la grava del granzón y de la arena. Las cernidoras también ayudan en el proceso para obtener el hormigón. El hormigón es una pequeña piedra machacada que mezclada con arena y un cementante se emplea en la construcción.

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS QUE EXISTE

a) Método de explotación por secciones tridimensionales

El método depende de las características morfológicas e Hidrogeológicas.

Excavaciones tridimensionales por banqueo ascendente o descendente. Potencia normalmente inferior a 50 m

Se puede explotar en seco o bajo el nivel freáticoA su vez esta segunda explotación puede hacerse por

extracción y secado del nivel freático o bajo el mismoLa extracción se configura por los equipos de arranque,

carga y transporte. Cada sistema requiere una maquinaria acorde con el método de explotación

b) Explotación de Canteras a Cielo Abierto – Por Arranque directo:

La explotación de canteras a cielo abierto, es un proceso muy común dentro de la extracción de materiales no metálicos, el cual implica los siguientes pasos: • Limpiar el manto de suelo residual, conocida generalmente con el nombre de

escombro, ya que contamina el material que deseamos extraer. • El arranque directo, consiste en utilizar grúas, cargadores frontales, y diversos tipos

de maquinaria de excavación a fin de hacer secciones en el terreno donde se desea extraer el material.

• Luego se Apila el material extraído del seccionamiento de taludes, para que una

grúa los cargue en volquetes transportadores los lleven a la planta tamizado y/o chancadora.

• Los volquetes de transporte depositaran el material, en la planta de chancado y/o

tamizado, la cual seleccionará o dará el tamaño deseado al material.

CLASES DE CANTERAExisten dos tipos fundamentales de canteras, las de formación de aluvión, llamadas también canteras fluviales, en las cuales los ríos como agentes naturales de erosión, transportan durante grandes recorridos las rocas aprovechando su energía cinética para depositarlas en zonas de menor potencialidad formando grandes depósitos de estos materiales entre los cuales se encuentran desde cantos rodados y gravas hasta arena, limos y arcillas; la dinámica propia de las corrientes de agua permite que aparentemente estas canteras tengan ciclos de autoabastecimiento, lo cual implica una explotación económica, pero de gran afectación a los cuerpos de agua y a su dinámica natural. Dentro del entorno ambiental una cantera de aluvión tiene mayor aceptación en terrazas alejadas del área de influencia del cauce que directamente sobre él.

Otro tipo de canteras son las denominadas de roca, más conocidas como canteras de peña, las cuales tienen su origen en la formación geológica de una zona determinada, donde pueden ser sedimentarias, ígneas o metamórficas; estas canteras por su condición estática, no presentan esa característica de autoabastecimiento lo cual las hace fuentes limitadas de materiales.

DIFERENCIAS DE UNA CANTERA DE RIO Y UNA DE CERRO

Estos dos tipos de canteras se diferencian básicamente en dos factores, los tipos de materiales que se explotan y los métodos de extracción empleados para obtenerlos. • En las canteras de río, los materiales

granulares que se encuentran son muy competentes en obras civiles, debido a que el continuo paso y transporte del agua desgasta los materiales quedando al final aquellos que tiene mayor dureza y además con características geométricas típicas como sus aristas redondeadas. Estos materiales son extraídos con palas mecánicas y cargadores de las riberas y cauces de los ríos.

• Las canteras de peña, están ubicadas en formaciones rocosas, montañas, con materiales de menor dureza, generalmente, que los materiales de ríos debido a que no sufren ningún proceso de clasificación; sus características físicas dependen de la historia geológica de la región, permitiendo producir agregados susceptibles para su utilización industrial; estas canteras se explotan haciendo cortes o excavaciones en los depósitos

CANTERAS DE CAJAMARCA 1. CANTERAS DE ORIGEN ALUVIAL

A) CANTERA LA HUALANGA

a) Ubicación Geográfica:

Se encuentra en el km 2 de la carretera Cajamarca-Bambamarca, en la margen izquierda al Nor-Este de la ciudad de Cajamarca.

b) Accesibilidad:

Tiene como vía de acceso la carretera pavimentada Cajamarca –Bambamarca, por donde se transporta el agregado de la cantera en explotación “zona B”.

Zona A:

Lugar donde se extrae el agregado fino tiene una arena bien graduada, esta se puede utilizar en obras de construcción. Principalmente es una arena silicosa, la misma que se usa en la elaboración de diferentes concretos.

Zona B:Predomina el material grueso (grava bien gradada). También tiene de acceso la vía que mencionamos anteriormente, la roca predominante de la zona es la arenisca cuarzosa y de forma angulosa respectivamente.

c) Granulometría: Tamaño Maximo TM=12’’ Correspondiente a la malla más pequeña por la que pasa el 100% de la muestra del agregado al realizar el ensayo. (Este valor influye para las condiciones geométricas del encofrado).

Tamaño Nominal Maximo. Es la abertura del tamiz más pequeño que produce el primer retenido se utiliza como referencia de la granulometría, es este caso el TMM=1"

B) CANTERA DEL RÍO CHONTA. a) Ubicación Geográfica:La cantera se encuentra ubicada aguas arriba del río Chonta, aproximadamente a 1.0 Km del puente de la carretera de acceso a la ciudad de Baños del Inca (lado izquierdo). b) Accesibilidad:El acceso a dicha zona se realiza por medio de una trocha carrozable al margen izquierda de dicho río. c) Geología y Características de los Agregados: La cantera está formada por bancos de material fluvial los cuales han sido acarreados durante los meses de lluvia; cuya potencia está en un rango de1.4 a 1.8 metros y su litología consiste en cantos rodados de forma redondeada lo cual nos da a conocer el largo recorrido y ecológicamente constituida por traquitas, areniscas, calizas, tufos volcánicos, andesitas y otros en menor proporción. El agregado fino presenta una forma homogénea y constituida por fragmentos de forma angular de las rocas anteriormente reducidas, por la acción mecánica de transporte por el río.

C) CANTERA LA VICTORIA.

a) Geología y Ubicación de la Cantera:La cantera elegida para el siguiente trabajo es “La Victoria”(Carretera a Llacanora al Margen Derecho)

b) Ubicación:

La Cantera denominada "La Victoria", de la cual se va ha realizar el estudio se encuentra ubicada en:

• Distrito : Baños Del Inca• Provincia : Cajamarca• Región : Nor Oriental del Marañon• Altitud : m.s.n.m.• Ubicación : Norte Este

2. CANTERAS DE ORIGEN ALUVIALA) CANTERA AGOCUCHO

a) Ubicación Geográfica:Se encuentra ubicada al Sur- Este de la ciudad de Cajamarca, tiene dos zonas como son A y B, y se encuentra a una altitud de 2700m.s.n.m. cerca de la hacienda la ColpaEsta cantera tiene un buena accesibilidad y comunicación con Cajamarca y con los distritos de esta ciudad locuaz es fácil el transporte de los agregados y se encuentra a una distancia de 9 km da la ciudad de Cajamarca.

b) Formaciones Geológicas

La zona en estudio esta conformada por unidades litológicas sedimentarias, representadas por un abanico, aluvial, estas unidades sobreyacen a grupos geológicos. Como el de GOLLARISQUIZCA, que es una formación del cretacio secundario. Este grupo presenta callamientos pliegues, mitológicamente esta constituido por areniscas cuarzosas de grano medio a grueso y de características de grano fino a grueso, con colores blanco llanuras de acumulación las cuales presentan diversos colores según el tiempo de su sedimentación. Contiene calizas, arcillas negras y limonitas marrón rojizo a parduscas. Por la meteorización de la roca descrita anteriormente, la cantera en estudio en sus dos zonas está conformada por depósitos fluvio glaciares y lacustres formando grandes llanuras de acumulación las cuales presentan diversos colores según el tiempo de su sedimentación.

B) CANTERAS COLPA I Y COLPA IIa) Ubicación Geográfica:

Se encuentra al Sur –Este de la ciudad de Cajamarca, al costado derecho de la carretera Cajamarca Jesús, la cantera tiene una altitud de2800 m.s.n.m. Tiene una buena accesibilidad y buena comunicación con Cajamarca y con los diferentes distritos de esta ciudad para el transporte de los agregados.

b) Formaciones Geológicas: La zona en estudio esta formada por unidades litológicas sedimentarias representadas por cretáceo inferior perteneciente al grupo GOYLLARISQUIZCA. Formación Chimú.

c) Características Litológicas:

La zona en estudio presenta una alternancia de areniscas curzosas en la parte inferior y cuarcitas blancas en bancos gruesos en la parte superior, la roca se encuentra fracturada por diastrofismos, su textura es de grano fino, su color varia de blanco a rojizo, esto se debe a la presencia de acotaciones de fierro (Fe2O3) lo que da este color característico se encuentra en estratos potentes. Presenta un depósito de suelos trasportados provenientes de la meteorización de las rocas por efecto de agentes como el agua, oxigeno, anhídrido carbónico y los cambios de temperatura.

C) CANTERA EL GUITARREROa) Ubicación Geográfica

La cantera “El Guitarrero” tiene la siguiente ubicación: Distrito de Cajamarca al Sur Este de la ciudad de Cajamarca, al costado derecho de la carretera Cajamarca- Pacasmayo. La cantera tiene buena accesibilidad en la ciudad de Cajamarca y ala vez con los distritos de esta ciudad para el transporte de los agregados, este a una distancia de 5 km de la ciudad de Cajamarca.

b) Formaciones geológicas

La zona en estudio esta formada por unidades litológicas sedimentarias, representadas por el cretáceo superior perteneciente al grupo GOYLLARISQUISGA, formación chimu.

TexturaLas rocas de la cantera “EL GUITARRERO” son de grano fino y grueso constituidas por gravas, gravillas y arenas en forma angular.

EstructuraEl suelo tiene una estructura angular simple, encontrándose estratos muy densos, la orientación de dicho estratos es de N 85 W y el buzamiento es de 301NE.

Explotación de la Cantera:Se extraen dos tipos de materiales para usos en el campo de la construcción. La explotación de los materiales se realiza a cielo abierto, siendo la forma actual de explotación no muy ademada y peligrosa. El material extraído para la elaboración del concreto, la explotación se realiza con personal no calificado y sin método racional empleando picos, palas, barretas.

D) CANTERA EL GAVILAN a) Ubicación:

La cantera denominada "El Gavilán" de la cual se va a realizar el estudio se encuentra ubicada en: Distrito Cajamarca a una Altitud Promedio: 3250 msnm. Al sur-este de la ciudad de Cajamarca en las faldas del cerro Ventanilla, cerca al Abra el Gavilán, al costado derecho de la carretera Cajamarca-Pacasmayo.

b) Accesibilidad:

La cantera en estudio tiene buena accesibilidad, con la ciudad de Cajamarca, y alrededores para el transporte de los agregados. Conectándose a la ciudad por medio de la carretera interprovincial asfaltada a la costa. La distancia promedio es de 18 Km. con respecto ala ciudad de Cajamarca.

Explotación de una cantera de río.Los bancos o canteras localizados en depósitos fluviales deberán ser explotados en la época en que el río conserva los niveles más bajos, pues se corre el riesgo que su explotación se vea interrumpida durante las grandes avenidas. Además un inconveniente adicional se encuentra en la contaminación que pueden sufrir los materiales por los suelos finos en suspensión que arrastran los ríos durante sus crecientes. Antes de extraer los materiales de está cantera, es importante analizar la estabilidad de las orillas por la escorrentía delos torrentes de agua. Para aumentar la estabilidad pueden hacerse en los bancales unas liseras a intervalos críticos, estas son aproximadamente un banco horizontal cortado en la cara del talud para: Reunir el material que cae desde arriba, Regular la superficie de drenaje o Hacer más tendida la pendiente de un banco para asegurar una mejor estabilidad. En estas canteras, se debe tener en cuenta la protección de riberas, mediante el uso de gaviones, patas de gallo, u otros de acuerdo al caso.