7. evaluaciÓn tÉcnica de la caliza …...marga es un término general para una arcilla calcárea o...

13
64 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 CO 2 ); 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 (CaCO 3 ) 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.

Upload: others

Post on 14-Mar-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

64

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.

Page 2: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

65

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

Page 3: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

66

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.

Page 4: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

67

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.

Page 5: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

68

Foto 3. Terreno diaclasado debido a la metorizacion de la roca sector aflorante de

11metros de altura cubierto por vegetación de arbustos.

Page 6: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

69

Foto 4. La materia orgánica cubre la zona baja del talud aproximadamente 30 metros

Page 7: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

70

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.

Page 8: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

71

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

Page 9: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

72

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.

Page 10: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

73

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.

Page 11: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

74

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.

Page 12: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

75

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

Page 13: 7. EVALUACIÓN TÉCNICA DE LA CALIZA …...Marga es un término general para una arcilla calcárea o una mezcla íntima de arcillas y caliza. Travertino está formado por una precipitación

76

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.