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7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA
INTRODUCCIÓN
Conocido también como carbonato de calcio o espato calizo, es uno de los minerales más
abundantes en la naturaleza. La calcita se conoce fácilmente; se distingue de los
minerales semejantes de su serie por la gran riqueza en facetas que presentan sus
cristales, la rareza del romboedro fundamental como forma independiente, las maclas
lamelares polisintéticas y la fuerte efervescencia al ser tratada por los ácidos diluidos
que es el primer análisis que se hace a estas rocas.
Su génesis principal se debe a los procesos sedimentarios y a los procesos biológicos
(caparazones de moluscos, corales, etc.), pero aparece también como mineral
metamórfico en los mármoles. Se usa en la fabricación de cemento; para la obtención de
cal (por encima de 900 ºC se desprende CO2); con fines ornamentales en revestimientos
de fachadas, etc.
La presencia de esta roca con un contenido de carbonato de calcio suficiente para ser
económicamente explotado seria de gran importancia debido a la gran utilidad que se le
da a la cal como regulador de acidez en cultivos, y que por ende fomentaría el desarrollo
de la industria en el municipio.
La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayormente por calcita (CaCO3) u
ocasionalmente por aragonita, la cual posee la misma composición química que la calcita
pero diferente estructura cristalina, y sólo es económicamente importante en los
depósitos modernos o recientes. La evaluación estratégica de los recursos y reservas
de rocas carbonáticas requiere algo más que una simple evaluación geológica de la misma
y debe incluir la determinación de sus propiedades físicas, químicas y mineralógicas.
Dicha evaluación requiere también una comparación con las especificaciones nacionales e
internacionales para cada uso potencial estableciendo la rata de producción y el estudio
de mercado necesario para asegurar rentabilidad.
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7.1 GENERALIDADES
7.1.1 Localización.
El afloramiento de la roca caliza esta dado en la vereda Mararabe en el sector Brisas
del Cravo, en el Km. 7 via Tame la Cabuya parte a la derecha un carreteable hacia la
vereda Mararabe, hasta el sector denominado la montaña que es el sitio donde inicia la
zona boscosa debido a que es una estribación de la cordillera oriental, de allí se
encuentra un puente colgante ver foto 2 sobre el río Cravo parte baja después de haber
desembocado a este la quebrada gallinaza. De allí y hacia el norte a 1 hora de camino en
caballo se encuentra un manto aflorante de caliza en unas coordenadas específicas
tomadas con un sistema de geoposicionamiento satelital en base a la coordenada
principal de Bogota así:
N: 1’210117.120 E: 911233.777
Foto 1. Sabana de mararabe, dirección a la formación de caliza
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Foto 2. Puente colgante sobre el río Cravo en la vereda mararabe
7.2 GEOLOGÍA DE LA ZONA
La estratificación de las rocas viene dada por depósitos de tipo sedimentario, del
periodo cretácico encontrándose inicialmente y de lo nuevo a lo más antiguo
formaciones de depósitos cuaternarios de llanura aluvial (Qlal) y de abanico aluvial
(Qa) de color gris representada en la siguiente figura (1) por las estructuras
encontradas (falla de tate Y Afectación de la falla Guaicaramo) aflorando se encontró
la formación de periodo cretácico tibu mercedes (Kitm) representada en el color verde,
la cual contiene areniscas, arcillas y limonitas en la parte alta se destapa un manto de
caliza como se ve en la foto 3, la aparición de depósitos metamórficos no se descarta
por la familiarización de este tipo de rocas se requiere de una exploración para
conocer la génesis de la roca y como se explica mas adelante la metamorfosis de la roca
caliza en mármol. Y análisis de laboratorio de muestras, que sean tomadas de manera
selectiva utilizando el método de cuarteo con el fin de obtener una muestra
representativa y que se obtengan resultados certeros. Ya que las condiciones geológicas
leídas muestran posibilidades de buena roca y de posible explotación debido a las
condiciones del manto aflorante.
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Figura 1. Formaciones y estructuras geológicas presentes en la zona
7.3 OCURRENCIAS DE CALIZA EN LA ZONA.
El mineral se encuentra aflorando en un talud de dimisiones:
Altura h: de 13 a 18 metros
Ancho de 100m desde una esquina como muestra la figura 2.
Talud: con ángulo de 45° a 70°
Su estado duaclasada con fisuras de hasta 3 metros, debido a que los carbonatos como
la caliza en contacto con agua lo cual es de cuidado ya pueden llegar a formar zonas
ckársticas que son correcciones que hace el contacto de estos dos y se generan grandes
huecos en la profundidad.
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Foto 3. Terreno diaclasado debido a la metorizacion de la roca sector aflorante de
11metros de altura cubierto por vegetación de arbustos.
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Foto 4. La materia orgánica cubre la zona baja del talud aproximadamente 30 metros
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Figura 2. Hecha en programación CAD para simular el estado en que se encuentra la
roca en el sector solo se muestra la dimensión real de la altura.
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Foto 5. Acercamiento a la roca caliza encontrada con sus intercalaciones arcillosas
Figura 3. Comparación física con rocas de laboratorio, U.P.T.C Tunja
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Las rocas carbonáticas son materias primas muy importantes y ampliamente utilizadas
en la industria, aunque los sectores de la construcción y de la fabricación de cemento
son, generalmente, los principales consumidores.
CLASIFICACIÓN OROGÉNICA
Se muestra la clasificación geológica de las rocas carbonáticas o carbonatos basada en
su génesis y mineralogía debido a la litología presentada en la zona de estudio para
establecer la posible formación y la riqueza del material arcilloso y es:
ROCAS CARBONATICAS SEDIMENTARIAS
La dolomía es una roca sedimentaria similar donde predomina la dolomita (CaMg(CO3)2).
La mayoría de las dolomías se forman por la substitución temprana de la caliza a través
de la acción de aguas ricas en magnesio. También se encuentran asociados a la caliza y
dolomía otros carbonatos como siderita (FeCO3), ankerita (Ca2MgFe(CO3)4), y magnesita
(MgCO3) pero en menores cantidades, cuestión interesante cuando se presentan
afloramientos de agua termal y como se especifico en el capitulo anterior estos
minerales se asocian con los hidrotermales .
Las impurezas en rocas carbonáticas varían considerablemente en tipo y cantidad, pero
son importantes desde el punto de vista económico sólo si afectan la utilidad de la roca.
Las impurezas más comunes son las arcillas, la sílice, los minerales orgánicos y los
oxidados de hierro que a simple vista se detectan en la roca aflorarte.
La mayor parte de los carbonatos sedimentarios se han producido por procesos
biogenéticos y químicos. Los carbonatos orgánicos comprenden los esqueletos completos
y fragmentos de organismos más largos incluyendo corales, briozarios y moluscos, como
también partes calcificadas de organismos más simples como foraminíferos y algas.
Los carbonatos inorgánicos a partir de precipitaciones químicas ocurren como granos
(principalmente oolitas) y/o rellenos de poros por cemento precipitado directamente
del agua del mar. El tamaño, la pureza y otras características económicamente
importantes de los depósitos de rocas de carbonato dependen de su ambiente de
deposición y subsecuente historia diagenética. Las calizas formadas en zonas de alta
energía, generalmente, contienen pequeñas cantidades de material no carbonoso y
pueden ser fuentes de material de carbonato de alta pureza.
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Las siguientes descripciones corresponden a diferentes rocas carbonáticas
sedimentarias tales como:
* CHALK (tiza): es una caliza micrítica de granos muy finos, mayormente consiste de
despojos de algas de plancton. Usualmente es color blanco y relativamente suave y
poroso.
*MARGA Otras rocas de carbonato incluyen marga, travertino y vetas de calcita.
Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y
caliza. Travertino está formado por una precipitación rápida de carbonato de calcio
alrededor de fuentes de aguas termales. Este es depositado en capas compactas,
fibrosas o concéntricas produciendo una apariencia bandeada. El travertino de mayor
porosidad y suavidad es conocido como tufa calcárea. Vetas de calcita groseramente
cristalina son comúnmente asociadas con baritina epigenética, fluorita y minerales de
plomo y cinc.
ROCAS CARBONATICAS ÍGNEAS
Las rocas carbonáticas ígneas (Carbonatitas) constituyen el grupo menos común de
rocas ígneas compuestas, principalmente, de carbonatos de calcio, magnesio y/o hierro
que generalmente ocurren como un componente de complejos anillos intrusivos alcalinos
en áreas de basamento antiguo o como rocas intrusivas o volcánicas dentro de
estructuras profundas .
ROCAS CARBONATICAS METAMÓRFICAS
La caliza o dolomía que ha recristalizado durante el metamorfismo es conocida como
MARMOL. El mármol es una importante fuente de rocas carbonáticas. Las impurezas
minerales incluyen cuarzo, mica, clorita, tremolita, actinolita, grafito, hematita y
limonita. Por su belleza es explotado desde la antigüedad como roca ornamental.
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7.4. USOS
Las propiedades físicas, mineralógicas y químicas de las rocas carbonáticas
son muy utilizadas en muchos sectores industriales. Aunque el uso principal
de las rocas de carbonato es en construcción, como agregado o en la
producción de cal y cemento, éstas también son ampliamente utilizadas en la
industria del hierro y acero, en la industria química, en la manufactura de
vidrio, como carga, y otros usos específicos. En estos usos no relacionados
con la construcción o aplicaciones de alta pureza, la caliza (o cal) puede ser
usada tanto como materia prima químicamente reactiva, como una carga
inerte o pigmento. El mercado de esta caliza en el municipio tiene dos
objetivos principales: la producción de cal y la purificación del agua
Al calor (calcinación) la caliza forma cal (CaO) que es un óxido “básico” y
puede ser utilizada para reaccionar con óxidos “ácidos” (ejemplo, en el
proceso de fundición).
La cal hidratada se forma por reacción de cal con agua. Esta es un alcalino
que puede ser usado para soluciones neutralizantes ácidas.
7.4.1. PRODUCCIÓN DE CAL
La producción de cal es uno de los principales usos de la caliza, a pesar de
que también se pueden usar el mármol, la aragonita o el coral. El proceso de
producción consiste en la calcinación de la caliza a alrededor de 2.000º F,
(1000-1150 °C) descomponiéndose en cal viva y dióxido de carbono. El
dióxido de carbono, CO2, es despedido como un gas, y la cal viva, CaO, queda.
La cal viva reacciona con agua para producir cal hidratada. La lechada de cal
producto de la hidratación absorbe el dióxido de carbono del aire y retorna
a carbonato de calcio. Así, el proceso es reversible: calcita + calor = cal
viva, + agua = hidratada, + aire = calcita. La hidratación es el proceso de
adición rápida y controlada de agua. La cal se usa en las industrias: química,
de la construcción, refractaria, refinación de azúcar, purificación de agua,
papel y pulpa, aceros y otros.
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7.4.1 Purificación de agua y Tratamiento de efluentes: la cal hidratada
es usada en el tratamiento de agua potable para ajustar el pH y remover las
impurezas. Asimismo, es empleada para acondicionar las aguas servidas y
neutralizar efluentes industriales. Las restricciones químicas y físicas
sobre el tipo de calizas usadas para producir la cal usualmente no son
especificadas.
7.5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
CON UN ANÁLISIS DE LABORATORIO SE BUSCA:
Las especificaciones de la caliza varían con el uso final en el cual se aplique la roca.
Esas especificaciones pueden ser físicas o químicas, pero frecuentemente se tienen en
cuenta ambos parámetros.
Las especificaciones físicas, como la durabilidad y gradación por tamaño, son más
importantes si la roca es usada en su forma natural, como agregado en construcción.
Las especificaciones químicas son más relevantes si la roca será sometida a piro -
procesos como en la producción de cal (seria el caso de esta roca) o cemento. Muchas
aplicaciones industriales y agrícolas requieren de ambas especificaciones tanto físicas
como químicas.
Las especificaciones físicas se enfocan en las propiedades naturales de la roca como
también en las propiedades impartidas durante su procesamiento. Las propiedades
naturales son intrínsecas, como dureza, composición, textura, color, porosidad y
densidad; las propiedades de la caliza procesada son derivadas de la forma física de
gradación de tamaño y como resultado de la trituración, clasificación por mallas,
lavado, y clasificación por aire. Obviamente los resultados del procesamiento están
directamente relacionados con las características naturales de la roca y con un muestreo
técnico para no alterar los resultados de los urgentes análisis de laboratorio.
7.6 ANÁLISIS ECONÓMICO
Teniendo en cuenta que gran parte de este material aflora y los pasos a seguir un análisis
de laboratorio y estudio de mercado para asegurar la inversión, se clasifican los costos
en orden en la tabla 1:
Tabla 2. Inversiones en descapote
DETALLE CANT. (m3) VALOR UNITARIO ($) VALOR TOTAL ($)
Terreno 800 3750 3’000.000
TOTAL 3’000.000
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Figura 4. Distancia mínima de proyección de via hasta llegar al afloramiento de caliza,
en la vereda brisas del Cravo
La apertura de la via tiene un costo importante, y que debe ser calculado de acuerdo a
las condiciones morfológicas de la zona para ello se trazo una línea por el sendero que
existe actualmente dando una distancia de 6200 metros. Con capacidad de un buldózer
D6 se establece un rendimiento de 310 metros en un día de 8 horas más el costo de
alquiler de la maquinaria que es de $ 120000 incluido el combustible. Cabe resaltar que
la apertura esta via beneficiara la comunidad de la vereda Brisas del Cravo.
Tabla 3. Inversiones en via de aseso
DETALLE CANT. (m) VALOR UNITARIO ($) VALOR TOTAL ($)
Terreno 6200 3096.74 192’000.000.00
TOTAL 192’000.000.00
El costo de inversión que se tiene es en un total de $ 196’000.000. Y se realizara en 20
días.