informe canteras

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION INGENIERIA CIVIL

ESTUDIO TECNOLOGICO DE CANTERAS EN CAJAMARCA

AGREGADOS Y ROCAS ORNAMENTALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA Página 1


I.-INTRODUCCION

El presente informe vamos a estudiar a las canteras las cuales son de gran importancia para un Ingeniero Civil y para las construcciones en general, ya que toda construcción necesita ser cimentada para lo cual utilizamos los agregados de las canteras, como los agregados finos como la arena o los agregados gruesos como la grava el hormigón, por eso es de gran importancia el presente informe para entrar en contacto con una parte necesaria de la ingeniería y de la realización de una obra civil.

Las rocas ornamentales en Cajamarca son de gran importancia ya que nos sirve para realizar los acabados en una construcción.

Luego de haber realizado este informe debemos saber y conocer más sobre los elementos empleados o utilizados en una construcción, y las condiciones que debe tener una cantera, ya sea como la distancia a la obra, la calidad de los agregados que presenta, el volumen de dicha cantera.



II.-OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPAL:

Estudiar a los agregados, rocas ornamentales y diferentes canteras existentes en Cajamarca para poder utilizarla correctamente en una construcción civil.

OBJETIVOS SECUNDARIOS:

Conocer las diferentes rocas ornamentales que existen y su debida utilización en las construcciones.

Estudiar las propiedades más importantes de los agregados. Saber de que manera podemos utilizar toda la información recaudada en nuestra

carrera profesional. Conocer las distintas canteras existentes en Cajamarca.



III.-DESARROLLO DEL INFORME

1.-ROCAS ORNAMENTALES

Se consideran rocas ornamentales, también a las llamadas piedras naturales , aquellas rocas que tras un proceso de elaboración, son aptas para ser utilizada como materiales nobles de construcción, elementos de ornamentación, etc. conservando íntegramente su composición, textura y o características físico – químicas.

Su interés económico y comercial reside en características tan variadas como la viscosidad, propiedades físico – mecánicas y aptitudes para el pulido.

ACABADOS DE LAS ROCAS ORNAMENTALES



CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

Las rocas ornamentales deben presentar unas características físico-mecánicas como:

Peso especifico aparente: De una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que ésta ocupa.

Coeficiente de Absorción:Se define como el cociente entre la energía incidente y la energía absorbida por una superficie o sustancia. Normalmente, se expresa en Sabines dentro de una escala de 0 a 1.

Resistencia a la compresión:Es la resistencia de un material al conjunto de fuerzas que se aplican sobre su parte superior.

Resistencia a la flexión:Medida de la resistencia de un elemento o miembro estructural a las fuerzas flectoras. También llamada resistencia a la tracción.

Resistencia al desgaste:Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material Test de impacto

Microdureza


http://es.wikipedia.org/wiki/Sabine

http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(sonido)

http://es.wikipedia.org/wiki/Cociente

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_volumen

http://es.wikipedia.org/wiki/Peso


CICLO DE LAS ROCAS ORNAMENTALES



EXPLOTACION DE ROCAS ORNAMENTALES

El tipo principal de explotación de rocas ornamentales es a tajo abierto y a socavones, hablaremos de explotación de algunas rocas ornamentales:.

Explotación de Mármoles.

Para la explotación de rocas ornamentales se han clasificado en explotaciones de EVAPORITAS, con extracción de Cloruro y Sulfato de sodio, potenciales explotaciones METALIFERAS, con posibles extracciones de Oro, Cobre y Plata; explotaciones de CANTERAS, con extracción de Bentonita, Yeso, Roca ornamental ("mármol negro") y Áridos (Arena de río, canto rodado, tosca).

Cada una de estas explotaciones posee características de extracción específicas que pueden afectar de diferente manera los distintos factores ambientales considerados en este estudio de base. De manera general se han considerado, para cada una de las actividades mineras, las principales acciones con posibilidad de generar algún efecto sobre el ambiente.

En las explotaciones de Evaporitas, la extracción de Cloruro y Sulfato de Sodio es de tipo estacional, mientras que la primera se realiza durante los meses de verano con la máxima evaporación, la segunda se realiza durante el invierno y con agua en superficie. Las principales acciones son: Raspaje en el área de la salina, amontonamiento o parvas, transporte a las plantas de procesado, industrialización.

Las potenciales explotaciones metalíferas de oro, cobre y plata no presentan efectos importantes con las actividades de prospección, mientras que en la etapa de exploración se



podrían presentar algunos efectos localizados por las perforaciones que deberían realizarse. La etapa de explotación es la que posee mayores efectos sobre el ambiente, dado que como se trataría de materiales diseminados, su extracción implica grandes movimientos de tierras, utilización de explosivos, construcción de obrajes semipermanentes, etc. Por otra parte, otro de los efectos importantes sería el tratamiento del material mineralizado para su beneficio. Este procesamiento puede implicar el uso de compuestos tóxicos como el cianuro, con posibles efectos sobre el ambiente si no es tratado adecuadamente. Otro de los problemas a tener en cuenta es la generación de drenaje ácido de los materiales de desecho (estériles) y de los efluentes provenientes de la planta de tratamiento (dique de colas).

En cuanto a la extracción de yeso y bentonita, durante la exploración se harían perforaciones localizadas, mientras que la explotación requeriría grandes movimientos de tierra que implican modificaciones del paisaje e importantes cantidades de polvillo en suspensión. Para el tratamiento en planta es necesario el transporte del mineral y, como consecuencia es posible que se generen grandes cantidades de polvillo en suspensión.

Para la extracción de Roca ornamental ("mármol negro"), la explotación se haría a partir de la rotura de bloques con explosivos, con producción de grandes cantidades de polvillo que quedaría en suspensión e importantes modificaciones del paisaje.

Con respecto a los Áridos, la explotación implica grandes movimientos de tierras y transporte de materiales con la producción de grandes cantidades de polvillo y modificación del paisaje.

Los factores ambientales considerados susceptibles de ser afectados por las distintas acciones de la actividad minera son: Recursos Hídricos (agua superficial, agua freática y acuíferos confinados); Suelo (parámetros físicos, parámetros químicos, capacidad de uso, erocionabilidad, biota edáfica); Biológico (cobertura vegetal, estructura y composición, calidad del hábitat, patrones de migración, endemismos); Sociocultural y Económico (Densidad de Población, Salud, Educación, Patrimonio Cultural y Arquitectónico, Percepción, Nivel de empleo, Nivel de Ingreso, Industria, Comercio y Servicios, Agricultura y ganadería, Turismo y Recreación, Sistema de Transporte, Usos del Suelo, Inversiones en infraestructura y de Capital).

La metodología de identificación de efectos empleada en esta instancia, se basa en la elaboración de una matriz para sintetizar las acciones más importantes de las distintas actividades mineras (pasadas, actuales y futuras) y los factores ambientales (Matriz de Leopold adaptada). Cada intersección entre una fila y una columna corresponde a un eventual efecto de una sobre otro. En cada caso se especifica si el efecto es positivo (identificado con color verde) o negativo (identificado con color rojo, anaranjado o



amarillo según su intensidad) y, de no existir un potencial efecto de algún componente o etapa de la actividad minera sobre algún factor ambiental el efecto se considera neutro y la intersección se deja blanca.

MODOS DE INDUSTRIALIZACION DE LAS ROCAS ORNAMENTALES

PRINCIPALES PRODUCTORES

Fachada con acabados de rocas ornamentales.

EJEMPLOS DE ROCAS ORNAMENTALES:

Calizas Mármol Lodolitas Granito Granodiorita Sienita Sienita Nefelínica Andesita



PIZARRA:

CANTERIA:



CALIZA:

CUARZITA:



GRANITO:

MARMOL:



Tipos de rocas utilizadas en la industria

Calcárea

Es una roca sedimentaria constituida mayormente por carbonato de calcio, sus tonalidades pueden ir desde el blanco hasta el negro, pasando por el gris. Muchas presentan tonos rojizos, amarillos, azul o verde según el tipo o cantidad de impurezas que contengan. Es el tipo de piedra más utilizado tradicionalmente en nuestro país para la construcción de casas de de payés, muros y las construcciones antiguas de las ciudades. Actualmente se utiliza como ornamentación de fachadas o bien en paredes interiores, puesto que sus tonalidades proporcionan un ambiente cálido y acogedor, además combina muy bien con otros materiales como la madera.

Granito

Es una roca ígnea consolidada lentamente a gran profundidad. Su estructura es granítica y puede ser de grano grueso, medio y fino. Normalmente es de colores grises pero también puede presentar tonalidades rosas, verdosas o amarillas. Este tipo de roca se utiliza coma revestimiento de fachadas de edificios y como recubrimiento de monumentos, puesto que presenta una gran durabilidad. El granito pulcro es muy conocido por su utilización en cocinas.

Pizarra



Es una roca sedimentaria de granulación fina que se caracteriza por tener una estructura laminar, cosa que permite obtener piezas planas y delgadas de forma regular. Suele tener colores oscuros y es impermeable e insensible a las agresiones atmosféricas. Es por este motivo que, tradicionalmente, se ha utilizado como revestimiento de tejados en zonas dónde nieva. Actualmente tiene varias aplicaciones como el revestimiento o bien decoración de paredes interiores y exteriores de viviendas, locales comerciales, etc.

Arenisca

Es una roca sedimentaria que está formada por arenas unidas por un cemento natural, normalmente está constituida de pequeñas partículas de cuarzos, pero también hay de otros tipos. Tiene un color variable que puede ir desde el blanco hasta el negro dependiendo de su composición. Hoy en día se utiliza para el recubrimiento de fachadas, construcción de viviendas unifamiliares y decoración de interiores y exteriores.

Cuarcita



Es una roca metamórfica, de medida de grano variable, compuesta casi exclusivamente de cuarzo. Es muy dura y tiene características antideslizantes, gran resistencia a las bajas temperaturas, al rozamiento y al desgaste. Es un tipo de piedra que se ha utilizado tradicionalmente para la construcción. Actualmente, es ideal para proyectos de restauración o de nueva construcción con estilo rústico, entre otras aplicaciones, se utiliza para pavimentos exteriores e interiores, aplacado de paredes interiores y exteriores, zócalos, mesas y bancos exteriores, jardinería, fuentes, rampas, etc.

Mármol

Es una roca metamórfica, calcárea y con textura compacta y cristalina. Los colores más frecuentes van desde el blanco, marrón, rojo, verde, gris, azul, amarillo hasta el negro. A veces es translúcida y se puede encontrar con una coloración uniforme o con diferentes tipos de aguas. Hoy en día, se utiliza para pavimentar y revestir interiores y exteriores de edificios, para las superficies de cocina, elementos decorativos, esculturas, etc.



2.-AGREGADOS

DEFINCIÓN:

Es un material que puede tener diversos tamaños, texturas, formas, gradaciones; es decir diversas características físico - químicas. Los agregados provienen de canteras ya sea de río o de cerro.

Llamados también áridos son materiales inertes que combinan con los aglomerantes y el agua formando los concretos y morteros.

La importancia de los agregados radica en que constituyen al rededor del 75% en volumen de una mezcla típica de concreto, por ello es importante que los agregados tengan buena resistencia, durabilidad, que su superficie este libre de impurezas como barro, limo y materia orgánica factores perjudiciales que debilitan el enlace con la pasta de cemento.

CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS:

. POR SU GRADACION

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

AGREGADO FINO

Se considera como agregados finos a la arena o piedra natural finamente triturada, de dimensiones reducidas y que pasan el tamiz 9.5mm (3/8”) y que cumple con los requerimientos establecidos en la Norma Técnica Peruana N.T.P. 400.037.

Arena fina Arena gruesa



Arena Fina.

AGREGADO GRUESO

Se define como agregado grueso al material retenido en el tamiz A.S.T.M. 4.75mm (N° 4) proveniente de la desintegración natural o mecánica de las rocas y que cumplen con los límites establecidos en la N.T.P. 400.037.

GRAVA. Es el conjunto de fragmentos pequeños de piedra provenientes de la disgregación natural de las rocas por acción del viento y otros agentes atmosféricos.

Las gravas tienen pesos específicos de 1600 a 1700 Kg/m3.

PIEDRA PARTIDA. Se denomina así al agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas .Como agregado grueso se puede usar cualquier clase de piedra partida siempre que sea dura y resistente.



Los ensayos indican que la piedra partida da concretos ligeramente más resistente que los hechos con piedra redondeada-

Agregado Grueso

POR SU PROCEDENCIA:

AGREGADOS NATURALES:

Son los formados por los procesos geológicos naturales que han ocurrido en el planeta durante miles de años, y que son extraídos, seleccionados y procesados para optimizar su empleo en la producción de concreto.

Estos agregados son los de uso mas frecuente a nivel mundial y particularmente en nuestro país por su amplia disponibilidad tanto en calidad como en cantidad, lo que los hace ideales para producir concreto.



AGREGADOS ARTIFICIALES:

Provienen de un proceso de transformación de materiales naturales, que proveen productos secundarios que con un tratamiento adicional se habilitan para emplearse en la producción de concreto.

Algunos agregados de este tipo los constituyen la escoria de altos hornos, la arcilla horneada, el concreto reciclado. El potencial de uso de estos materiales es muy amplio, en la medida que se van investigando y desarrollando otros materiales y sus aplicaciones en concreto, por lo que a nivel mundial hay una tendencia muy marcada hacia progresar en este sentido.

En nuestro país, existen zonas como por ejemplo en la Selva donde no se dispone de agregados normales para hacer concreto y la mayor parte de las veces se tienen que improvisar soluciones que no garantizan el material resultante, por lo que es imprescindible el empezar a ahondar en las posibilidades de desarrollar materiales artificiales en aquellas regiones, estimulando en las Universidades la investigación orientada hacia la solución técnica y económica de estos problemas.

POR SU DENSIDAD:

Entendiendo densidad como la Gravedad específica, es decir el peso entre el volumen de sólidos referido a la densidad del agua, se acostumbra clasificarlos en normales con Ge = 2.5 a 2.75, ligeros con Ge < 2.5 y pesados con Ge > 2.75. Cada uno de ellos marca comportamientos diversos en relación al concreto, habiéndose establecido técnicas y métodos de diseño y uso para cada caso.

La importancia de los agregados

Radica en que constituyen alrededor del 75% en volumen de una mezcla típica de concreto, por ello es importante que los agregados tengan buena resistencia, durabilidad, que su superficie esté libre de impurezas como barro, limo y materia orgánica factores perjudiciales que debilitan el enlace con la pasta de cemento.

Un buen agregado debe cumplir 5 requisitos básicos:

Limpieza Durabilidad Buena gradación Buena Calidad No debe poseer alto contenido de sulfatos ni de ion cloruro



3).-CANTERAS

Yacimiento o depósito de material de origen rocoso y mineral, el cual desde el punto de vista de los materiales se dividen en:

Yacimientos Transportado: Los cuales provienen de: Depósitos Aluviales, Glaciares, Coluviales, Aluvio – Coluviales.

Yacimientos de Roca Maciza: O también se les denomina de Cerro. Los mismos que para ser aprovechados tienen que ser tratados por métodos de trituración.

Los cantos rodados, desgastados por las aguas, se van acumulando al pie de los acantilados. Las playas de arena se acumulan en bahías tranquilas. En el fondo del mar, las partículas más finas se depositan en anchas franjas de sedimentos, extendiéndose los más tenues de ellos por la plataforma continental, e incluso sobrepasando su borde hacia el fondo oceánico más profundo. Todos estos depósitos son ejemplo de rocas sedimentarias en vías de formación.

TIPOS DE CANTERA

Se pueden clasificar dependiendo del tipo de explotación, el material que se quiera explotar y su origen.

Según el tipo de explotación:

*Canteras a Cielo Abierto:

En laderas, cuando la roca se arranca en la falda de un cerro.

En corte, cuando la roca se extrae de cierta profundidad en el terreno (Pit).

*Canteras Subterráneas.

Según el material a explotar:

*De Materiales Consolidados o Roca.

*De Materiales no Consolidados como suelos, saprolito, agregados, terrazas aluviales y arcillas

Según su origen:

*Canteras Coluviales



*Canteras de origen Glaciar

*Canteras de origen Eólico

CANTERA A CIELO ABIERTO

CANTERA INDICADA PARA UNA CONSTRUCCION:

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.

a. Calidad

Para determinar la calidad de la roca se pueden realizar exámenes de muestras que se consideren representativas en toda la cantera. Si la roca ha de utilizarse en



la industria en la que solamente son esenciales sus propiedades químicas, se pueden obtener datos suficientes tomando muestras con una sonda de percusión. Sin embargo, para piedra labrada y casi toda la machacada y partida, deben determinarse las propiedades físicas, para lo cual se tomas testigos con corona de diamantes, generalmente de 3” de diámetro.

b. Cantidad

Este factor depende fundamentalmente del volumen bruto del yacimiento a explotar, Más no de su distancia que ocupe, si la cantera de materiales es de volumen considerable y de características físicas y mecánicas regularmente buenas de sus materiales este depósito será considerado como cantera de explotación inmediata, para obras de construcción civil principalmente.

c. Modo de extracción

Se deberá extraer de la manera más eficaz posible, los métodos de extracción son diversos pero se conoce que el más eficaz podría ser el que consiste en realizar una serie de graderías en la cantera de manera que no se desestabilice la cantera para no tener problemas de derrumbes los cuales causarían accidentes y pérdidas económicas.

d. Posibilidades de uso

Las operaciones a gran escala de la explotación de canteras, no dependen necesariamente del trabajo en mayor magnitud o del uso de equipos de perforaciones sofisticados (lo que significa economía en la operación), sino de la posibilidad de que esta explotación requiera de una buena demanda respecto a los proyectos ingenieriles de la industria de la construcción.

e. Variedad de tamaño de los agregados

Este factor está referido a la heterogeneidad del yacimiento en cuanto a los diferentes tamaños de materiales que presente el depósito, es decir, que a fractura de sus materiales sea de regularmente buena hacia arriba.

f. Homogeneidad del yacimiento

Este criterio se refiere a las características físicas, mecánicas y geológicas de la roca, es decir la cantera debe ser en lo posible de una misma roca para no tener ningún problema con los aspectos antes mencionados.



g. Costo de explotación

Uno de los factores que pueden hacer económicamente prohibida la explotación es el costo del transporte del producto al lugar de consumo. Las entregas locales pueden hacerse en camiones y los transportes a larga distancia, si es posible, en barco, ya que los precios del transporte marino o fluvial son inferiores a los del ferrocarril.

h. Acceso a la cantera

Las canteras deberán tener libre acceso al lugar de explotación, con vías de comunicación interconectadas entre sí, ya que si el acceso es difícil para extraer los materiales estos tendrán tendencia a incrementar su costo, por lo difícil que será llegar a ellos o de caso contrario ser depreciados por inaccesibilidad al lugar de extracción.

i. Distancia de la cantera a la obra

Es necesario considerar la distancia de la cantera a la obra, porque el material a ser explotado estará en relación directa con el factor tiempo y costos de transporte, ya que si una cantera queda muy distante de la obra el precio de estos materiales será muy elevado por el incremento acarreado por el factor transporte y el mayor tiempo de mano de obra.

j. Posibilidades de negociar el material

La posibilidad de negociar el material de un depósito natural está ligada con los aspectos anteriores, como: calidad, cantidad; etc.

MÉTODO DE EXPLOTACIÓN DE LAS CANTERAS

La explotación de materiales de una cantera debe realizarse a tajo abierto para evitar accidentes. La explotación se realiza con personal no calificado y sin ningún método racional, empleando para la extracción palas, picos, barretas si fuera necesario.

A continuación proponemos el método más apropiado de explotación de ambas canteras.

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 de los 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.

Agregados como cantos rodados.

Explotación de una cantera de cerro

Para explotar los estratos de materiales que se diferencian por el contenido de finos y humedad natural, se recomienda lo siguiente:

Efectuar un levantamiento topográfico.



Definir la explotación por etapas:

Primera Etapa : Primer Nivel Segunda Etapa : Segundo y tercer nivel

Cada nivel tendrá una altura aproximada de 7mts.

Explotar el primer nivel con banquetas de 3m de ancho y 7m de altura con talud de 1: 4

Continuar con el segundo y tercer nivel con banquetas de 3m. de ancho y 7m. de altura con talud de 1 : 10.

En las canteras de cerro se debe recurrir al desbroce que consiste en quitar la capa superficial de suelo que cubre el material de la cantera, y depositarla a cierta distancia de la cantera con el fin de reponerlo cuando se agote la cantera, de ser esto posible. En otros casos se puede emplear el hoyo para relleno sanitario, si es que no va a contaminarse de este modo la napa freática. Si ninguna de las dos cosas es posible el hoyo quedará abandonado.

Cantera de Cerro



METODOS DE EXPLOTACION

Explotación a cielo abierto.

Para explotar una cantera a cielo abierto primeramente se realiza en desbroce la cual se halla alterada por los agentes atmosféricos, no siendo tan compacta como las profundas. Esta operación se hace a mano con picos y palas en caso contrario se emplean excavadoras. Después de realizado el desbroce se explota de arriba hacia abajo penetrando en la ladera en forma escalonada de unos 5 o 10 m de altura y anchura, suficiente para poder realizar los trabajos de extracción y transporte.

Estas plataformas tienen accesibilidad por los lados para poder sacar el material, pudiéndoles dar una pequeña pendiente y talud con el objeto de que no se estanque el agua de lluvia o se realicen filtraciones y así evitar desplomes. Este método ofrece mayor seguridad a los trabajadores.

Uso de mezclas de concreto las explotaciones se realizan con personal no calificado y sin ningún método racional, empleando para la extracción palas picos y barretas.

Explotación de Cantera de Pizarra



Método de las rozas

Consiste en introducir cuñas de hierro, cuya distancia varía de acuerdo a la dureza de la roca (5cm. A 15cm.), para que al golpear con una de las masas de las mismas, la roca se parta de acuerdo a la hilera de cuñas o rozas.

En otros casos se reemplaza la cuña de hierro por una de madera; esta se introduce cuando se encuentra seca, de manera que al mojarla se aproveche la hinchadura de la madera para hendir la roca.

En lugares de bajas temperaturas en lugar de la cuña se utiliza agua, la cual es introducida en temperatura normal y al enfriarse hace las veces de cuña para hendir la roca. Este método es casi perfecto, permite conocer previamente el tamaño de los bloques y produce menos perdida de material.

Método de los barrenos

Con este procedimiento se obtiene una pérdida considerable de material. Consiste en efectuar agujeros cilíndricos cuyo diámetro y profundidad va de acuerdo a la cantidad de piedra que se desea remover. En el fondo del agujero se coloca una sustancia explosiva que actúa por medio de una mecha.

Para comprender mejor se pude realizar por medio de maquinas de percusión o rotativas, o la mano con un trepano que a través de golpes tritura la roca.

Colocación del explosivo: Antes de colocar el explosivo se debe revestir el interior del barreno con arcilla o un material cementante para impermeabilizar el mismo.

Relleno del barreno y mecha explosiva: introducida la carga explosiva se rellena el barreno con arcilla y trapos, terminando el relleno con un taco de madera, se coloca una varilla que atraviesa la madera de manera que al ser retirada se introduzca la mecha.

Explotación subterránea

Si las canteras están ubicadas a gran profundidad seria antieconómico descubrirlas para trabajar a cielo abierto, por ello se realizan galerías subterráneas cuyos techos son sostenidos por pilares de la misma piedra o por mampostería.


http://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/transformacion-madera/transformacion-madera.shtml


Si la cantera se encuentra próxima a una ladera se realiza una galería de dirección de altura y de amplitud suficiente para permitir el deslizamiento del agua hacia el exterior.

Si la cantera está ubicada en el llano se realiza una perforación hasta llegar a la roca y después se abren galerías horizontales, para extraer la piedra debe ser elevada por medio de tornos y luego cargada a un vehículo de transporte.

La explotación subterránea también se practica con los métodos de rozas y los de barrenos. Cuando la cantera de mármoles se explota con sierras formadas por un cable sin fin de acero, cuya longitud depende del trabajo y de la distancia, mediante el cual se corta la piedra dentro de la cantera para luego ser transportada.

DISEÑO DE EXPLOTACION MINERA

Explotación de Canteras en dos niveles


http://www.monografias.com/trabajos10/hidra/hidra.shtml#fa

http://www.monografias.com/trabajos/transporte/transporte.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml


1. PROCESO DE EXTRACCION

Vemos de que dimensiones son los bloques ha extraer.

Proceso de extracción de bloques.



2. PROCESO DE TRANSPORTE

Empleo de Maquinaria pesada para el transporte.



Del cargador frontal se pasan los bloques a los vehículos de transporte final.

Se transporta hacia el lugar donde se va a procesar los bloques.



3. PROCESO DE SELECCION

Se revisan todos los bloques.

4. PROCESO DE ASERRADO

Preparación para el aserrado.



5. PROCESO DE PULIDO

Maquina para pulir Rocas

6. PROCESO DE EMBALAJE

Revisa los bloques finales para la exportación.



Bloques listos

CANTERAS MÁS IMPORTANES EN CAJAMARCA

CANTERA “EL GUITARRERO”.

Se encuentra ubicada al SE de la ciudad de Cajamarca, al costado derecho de la carretera Cajamarca - Pacasmayo, a una altitud de 2850 m.s.n.m.

Esta cantera tiene buena accesibilidad con respecto a la ciudad de Cajamarca y a la vez con los distintos distritos de la ciudad.

Geología del Lugar.

La cantera en estudio está conformada por unidades litológicas sedimentarias, representadas por el cretáceo inferior perteneciente al grupo Goyllarisquizga, formación Chimú. Así mismo la zona estudiada contiene areniscas cuarzosas en la parte inferior y cuarcitas blancas en bancos gruesos en la parte superior, se encuentra roca facturada por diastrofismo, su textura es de grano fino y grueso, constituida por



gravas gravillas y arenas en forma angular, su color varía de blanco a rojizo, se encuentra en estratos potentes. Su estructura es granular simple, encontrándose estratos muy densos, cuya orientación es de N 85° W y el buzamiento es de 30° EN.

CANTERA “EL GAVILÁN”.

Se encuentra ubicada al Sur - Este de la ciudad de Cajamarca en las faldas de cerro “ventanilla” cerca al abra el Gavilán, al costado derecho de la carretera Cajamarca - Pacasmayo, a una altitud de 3250 m.s.n.m. Tiene una extensión aproximada de 37 Hectáreas.


Esta zona está conformada por unidades litológicas sedimentarias, representadas por el cretáceo inferior. La unidad litológica predominante es casi homogénea, presenta areniscas cuarzosas en la parte inferior y cuarcitas blancas en bancos gruesos en la parte superior. Es una roca muy fracturada por diástrofismo y su color varía de blanco amarillento a blanco rojizo con bastantes oxidaciones de fierro.

Su textura es de grano fino a grueso constituido por gravas, gravillas de forma irregular y redondeada.

Su estructura es granular simple por no presentar cohesión, El material puede ser suelto encontrándose este en la parte suprayacente y más consistente a medida como se profundizan los estratos.

Los agentes de meteorización de la roca fundamentalmente son: La descomposición de la roca, la cual se da por la oxidación, El viento porque no sólo transporta el material de roca meteorizada de uno a otro sitio, sino que también erosiona a la roca.



Vista en Planta Google Earth.

CANTERA “RÍO MASHCÓN”

Esta cantera se encuentra ubicada con un rumbo de N- 12°30' -O con respecto de la ciudad de Cajamarca, entre los Km. 3 y 5 de la carretera: Cajamarca - Bambamarca, en el lugar denominado: Capellanía (Río Mashcón). Está constituida de agregado fino (arena) y agregado grueso (grava) de río. La accesibilidad al lugar es factible durante la época que no llueve.

Geología del Lugar

El material existente en esta cantera se encuentra cómo material aluvial, cuyo orígenes es el río Mashcón. Podemos observar en los márgenes de dicho río, terrazas discontinuas con un promedio de 0.95 m. de potencia constituidas de capas lenticulares de arena y grava. En ciertas capas de la terraza se distinguen conglomerados cuya materia aglutinante es la arena.

La arena por su constitución litológica está formada por granos heterogéneos así mismo presenta granos de forma redondeada y angulares y se halla constituida de los



siguientes minerales: feldespatos, cuarzos, ferromagnecianos, arcillas y óxido de fierro. También encontramos ligeramente la presencia de material orgánico en la superficie.

La grava en su litología y tamaño es completamente heterogénea, porque está constituida de tufos volcánicos de textura porfirítica de variados colores, presentando un proceso avanzado de meteorización; andesitas; rocas sedimentarias constituidas principalmente por areniscas muy silicosas y ferruginosas.

CANTERA “LA HUALANGA”

Esta cantera es de origen aluvial porque estos materiales han sido y son arrastrados y depositados por el agua. En la parte donde nace el río sólo existe captura y arrastre de material rocoso debido a la gran pendiente, el río comienza a depositar su carga de sedimentos generalmente en la parte media y final de su tramo. La deposición se debe, primordialmente, a la reducción de la velocidad de las aguas portadoras del sedimento, éstos sedimentos son depositados de acuerdo a su tamaño, los bloques más grandes se encontrarán en la parte media y los materiales más finos se colmatarán en la parte final del río.

En el caso de las canteras de origen aluvial este proceso es constante, lo que nos dice que este material no se puede agotar; se agotará por un período pero luego en épocas de lluvia nuevamente se colmatará, es decir es inagotable.



Vista en Planta Google Earth

CANTERA “LA COLLPA”

Tiempo posible de explotación:

Según el ritmo de explotación actual, en el cual se extraen un promedio de 35 m3

diarios, se tendría material para ser explotado durante 205 148 días, es decir aproximadamente 562 años, lo que nos indica que la cantera tiene material para abastecer a Cajamarca por un período de tiempo aceptable.

Características del Material: COLPA I.

PROPIEDADES MINERALOGICAS:

Sales solubles : 4.10Si O2(%) : 89.8Fe2 O3(%) : 0.09



Al2O 3(%) : 3.78K2O(%) : 0.91Sulfatos : 1.21Carbonatos : 0.88

PROPIEDADES RESISTENTES : 567.22 kg/cm2

PROPIEDADES ELÁSTICAS : 1489.69 Kg/cm2

Características del Material: COLPA II.


Sales solubles : 4.10Si O2(%) : 89.8Fe2 O3(%) : 0.09Al2O 3(%) : 3.78K2O(%) : 0.91Sulfatos : 1.21Carbonatos : 0.88


PROPIEDADES ELÁSTICAS : 1657.91 kg/cm2

Según lo considerado, el material de ambas canteras corresponde al mismo depósito aluvio - coluvial, por lo que en resumen la roca tiene una dureza promedio de 6.5, una baja porosidad y un bajo grado de absorción. La resistencia promedio a la compresión es de 496.42 kg/cm2 y un módulo de elasticidad de 1573.80 kg/cm2, esto nos indica que la roca en estudio es medianamente resistente.

CANTERA “AGOCUCHO”

Esta ubicada a 7.5 Km. al sur de la ciudad de Cajamarca, a una altitud de 2740 m.s.n.m., a ambos lados de la carretera que llega a Agocucho. La zona pertenece a la era cuaternaria. El clima de esta zona tiene precipitación pluvial entre 500 y 1000 mm de lluvia, temperatura media mensual de 13.3 °C, temperatura máxima de 14.3 °C y temperatura media mínima de 5.85°C.

Geología del lugar:



La zona en estudio está conformada por unidades litológicas sedimentarias, representadas por un abanico aluvial. El canal natural en estudio es del tipo de Avenamiento primario y pertenece a la cuenca Cajamarquino que se formo en el último.

Es un gran depósito de material aluvial de areniscas cuarzosas a lo largo de la quebrada, la roca se encuentra fracturada debido al diastrofismo intenso que sufrió en las abruptas cañadas del afloramiento del El Gavilán, su textura es de grano fino, su color varía de ocre claro a oscuro o rojo indio debido a la presencia de oxido de fierro. El material es acarreado por las avenidas en las épocas de lluvias, por lo general se compone de fragmentos gruesos como piedras, gravas, guijarros insertados en una matriz más fina de arenas, limos y arcillas.

Las rocas tienen formas semiangular de textura afanítica preponderantemente. El suelo de la cantera es un material granular de partículas gruesas, no presenta estratos bien definidos.

Hay presencia de meteorización química y física, temperatura, lluvias, vientos, etc.; dentro de los factores que intervienen en esta meteorización se encuentran el clima, la topografía, naturaleza de la roca existente, tiempo, etc.

Explotación de la cantera en estudio:

En la explotación de la cantera se extraen dos tipos de materiales para diferentes procesos en el campo de la construcción.

La explotación de estos materiales se realizan con personal no calificado, sin ningún método no racional, empleando solamente palas y picos. Los obreros se limitan a excavar el piso del cauce, extraer el material más fácil posible, arrumarlo para venderlo como hormigón o separar el agregado fino para venderlo como arena. Luego abandonan el lugar para ir a otro y extraer más material desaprovechando de esta manera gran volumen del mismo.

Método Recomendado:

La extracción del material deberá realizarse en forma ordenada, por tramos, sin alterar la pendiente natural del perfil longitudinal de la quebrada para que no se produzca erosión intensa. Para tal efecto se debe utilizar equipo mecánico conveniente como palas mecánicas y volquetes de gran capacidad. El material extraído debe ser seleccionado en agregado grueso, fino y fragmentos de rocas que



deberán triturase con chancadoras, para obtener material granular para afirmado o agregado grueso del concreto.

Características del Material: AGOCUCHO


Sulfatos : 5.7

Carbonatos : 0.45


PROPIEDADES ELASTICAS : 7906.47 kg/cm2

Los valores de estas propiedades nos indican que la roca en estudio es resistente. Las propiedades físicas del agregado fino y grueso cumplen con las normas ASTM - C33 e ITINTEC, a excepción de la cantidad de material que pasa por la malla #200 , consecuentemente estos agregados pueden ser empleados en la elaboración de diversos tipos de concreto.

El material de afirmado tiene buena resistencia a la abrasión, y un CBR apto para el diseño de pavimentos flexibles, lo cual nos indica que sirve para base de carreteras. En el sector bajo se presenta un suelo A - 1 - a (o), suelo bien graduado excento de partículas finas o no plásticas, muy estable en presencia de agua. El material del sector alto es un suelo A - 2 - 4(o), suelo mal graduado con aglutinante no plástico(limo) o suelo no plástico(limo), o suelo bien graduado con aglutinante plástico(arcilla).

Los agregados de esta cantera son de buena calidad para los diversos tipos de concretos y morteros comunes, aptos para edificaciones livianas y construcciones expuestas a cargas abrasivas.



CANTERA “RÍO CHONTA”

Está ubicada con un rumbo de S 86° E, con respecto a la ciudad de Cajamarca, aproximadamente a 500 m. del distrito de los Baños del Inca, en el río Chonta. Se halla constituida de agregado fino (arena) y agregado grueso (grava) de río. Para realizar la extracción del material presenta buena accesibilidad durante la época en que no llueve.


Esta cantera está constituida por grandes acumulaciones de material fluvial, acumulado en ambas márgenes del rió Chonta, formando terrazas discontinuas de aproximadamente 0.90 m. de potencia. El material se caracteriza por su litología consistente en cantos rodados de formas ovoides demostrando haber recorrido una gran distancia y haberse sujetado al fenómeno de fricción que generalmente favorece la forma redondeada de los fragmentos rocosos.

Vista en planta desde Google Earth.



CANTERA “RIO CAJAMARQUINO”

Esta cantera está ubicada con un rumbo de S 69º E, con respecto a la ciudad de Cajamarca, en el Fundo “La Victoria”, se halla constituido de agregado fino (arena) y agregado grueso (grava) de río. Para extraer el material existe buena accesibilidad durante la época que no llueve.


Esta cantera está constituida de material aluvial de origen fluvial, cuyos depósitos se hallan en ambas márgenes del río Cajamarca. Estructuralmente estos depósitos presentan rodados que demuestran bastante erosión por transporte, los cuales se hallan formando terrazas fluviales discontinuas de aproximadamente 1.00 m. de potencia.

El agregado fino (arena) presenta grano homogéneo, redondeando y se halla constituido principalmente de cuarzo, feldespato (sanidina y ortosa), ferro magnesianos, arcilla oxidada, hornblenda, y, se halla perfectamente limpia, no contiene sustancias bituminosas.

El agregado grueso (grava), litológicamente se encuentra constituidas de fragmentos de rocas ígneas: tufos volcánicos; rocas sedimentarias: calizas, areniscas y arcillas ferruginosas, de textura porfirítica. Asimismo presenta grano heterogéneo y forma redondeada.



Vista en Planta Google Earth.



IV.- CONCLUSIONES

Hemos estudiado a las Canteras, Agregados y Rocas Ornamentales y ahora

ya sabemos el uso adecuado de cada elemento, así como el proceso de

formación.

Conocemos las distintas canteras existentes en la ciudad de Cajamarca.

Se estudio las características más importantes de los Agregados empleados en

la construcción civil.

La cantera tiene un volumen más o menos considerable de material a

explotar.

Observar in-situ la forma de explotación de los materiales para construcción.

Se recomienda que luego de explotar una determinada cantera los

responsables deben de tener mucho cuidado de no alterar el cauce natural de

río (en cuanto a una cantera de río) debido a que se podría construir en las

riberas y se tendría el peligro de una salida del río para ello se deben trazar

un plan estratégico para evitar cualquier accidente.



V.-BIBLIOGRAFIA

“Materiales para Ingeniería“, Van Vlac, Editorial C.E.C.S.A. Sexta Impresión

“Biblioteca Atrium de la Construcción”, Océano/Centrum Colección Técnica de Bibliotecas Profesionales

“Tecnología y ensayo de Materiales de Construcción”, Ing. José Lezama Leiva, 1991

“Geología Física", LEED Y HUDSON. Editorial Limusa. Quinta edición. México 1980.

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