diseño de canteras de explotación de agregados calcáreos_

8/13/2019 Diseo de canteras de explotacin de agregados calcreos_

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CANTERAS DE EXPLOTACIN DE AGREGADOS - PUNO

CANTERAS DEEXPLOTACIN DE

AGREGADOS - PUNO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

CANTERAS DE

EXPLOTACIN DE

AGREGADOS

UNIVERSID D N CION L DLTIPL NO

DOCENTE: Ing. ESTEBAN AQUINO

PRESENTADO POR:

1.- Nelson A. Charca Huacasi

2.-

3.-

4.-CURSO:

MECANICA DE MATERIAL

CANTERAS DE EXPLOTACIN DEAGREGADOS - PUNO


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I. OBJETIVOS

Realizar un anlisis comparativo mediante el estudio de las Canteras de

Agregados de la provincia de Puno

Determinar las propiedades fsicomecnicas de los agregados de las canteras

Analizar el costo por m3 de concreto considerando cada cantera en estudio.

Determinar su optimizacin y los costos en produccin.

II. MARCO TERICO

2.1. AGREGADOS CALCREOS

Se conocen como ridos para caminos a los fragmentos y partculas inertes,

obtenidas naturalmente o por un proceso de trituracin a partir de rocas, que entran a

formar parte de la mezcla asfltica.

El rido forma parte de aproximadamente un 95% de la mezcla.

Los ridos, tambin denominados agregados, pueden tener un origen natural o

provenir del chancado, molienda y clasificacin de rocas preexistentes explotadas en

canteras.

Los principales yacimientos de agregados corresponden a materiales aluviales que

conforman depsitos de piedemonte en las laderas de los cerros, en terrazas al

costado de los ros, planicies, aluviones o depsitos residuales en rocas

meteorizadas.

Muchos de ellos son explotados espordicamente mediante canteras de diversos

tamaos.

Los materiales naturales susceptibles de utilizacin para fabricar ridos son muy

abundantes y se encuentran en todos los ambientes geolgicos. Sin embargo, existen

limitaciones para que todos estos materiales constituyan reservas explotables. Estas

limitaciones son cada da ms severas (debido al control de calidad) y se refieren a

los siguientes aspectos:

Tipologa petrolgica del material

Forma, situacin y caractersticas del yacimiento

Demanda del mercado, precios, incidencia del transporte

Legislacin general y local

Aspectos medio ambientales, etc.


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2.1.1. Propiedades mecnicas de los agregados

Los agregados poseen propiedades mecnicas las cuales entre las ms principales

sealamos las siguientes:

Tanto la forma de la partcula como la textura de la superficie del agregado

influyen considerablemente en la resistencia de los concretos, afectando ms a la

resistencia a la flexin que a la de comprensin. Una textura ms spera dar por

resultado una mayor adhesin o adherencia entre las partculas y el matriz de

cemento.

La resistencia a la comprensin del concreto no puede exceder

significativamente a la de la mayor parte del agregado que contiene, aunque no

es fcil determinar la resistencia a la trituracin del agregado mismo. Es posible

tolerar unas pocas partculas dbiles, ya que los vacos de aire pueden

considerarse como partculas de agregado con una resistencia cero.

La dureza puede definirse como la resistencia del agregado a fallar por impacto y

se relaciona con el valor de trituracin emplendose as como una prueba

alternativa.

La resistencia al desgate es medida por la prueba de los ngeles que combina los

procesos del desgate y abrasin, y sus resultados muestran una buena

correlacin no solo con el desgaste real del agregado y compresin de los

concretos hechos con el mismo agregado.

2.1.2. Propiedades fsicas los agregados

Las propiedades fsicas de los agregados son relevantes para el comportamiento del

agregado en el concreto y para las propiedades del concreto hecho con el agregado

donde entre las ms importantes destacamos las siguientes:

La gravedad especifica que es la relacin de la masa o peso en aire de una

unidad de volumen de material.

La densidad de la masa depende de cuan compacto este el agregado y de la

distribucin de formas y tamaos de las partculas, por ello para el propsito de

pruebas, debe especificar el grado de compactacin.

La porosidad, la permeabilidad y la capacidad de absorcin del agregado influyen

en la adherencia con las pasta de cemento, en la resistencia del concreto al

congelamiento y deshielo, en la estabilidad qumica, en la resistencia a la

abrasin y en la gravedad especifica.


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El contenido de humedad es el exceso de agua en un estado saturado y con

superficie seca. As, el contenido total de agua de un agregado hmedo ser

igual a la suma de absorcin y del contenido de humedad.

Existen tres categoras generales de sustancias nocivas que pueden encontrarse

en los agregados como las impurezas que interfieren en los procesos de

hidratacin del cemento, coberturas que impiden el desarrollo de una buena

adherencia entre el agregado y la pasta de cemento y algunas partculas

individuales que son de viles y defectuosas por s mismas.

2.2. PROCESO DE TRITURACION

Para el tratamiento industrial de rocas y minerales, es necesario practicar una

preparacin de los mismos y dentro de esa preparacin normalmente se requiereefectuar una reduccin de tamao.

Las operaciones mediante las que se efectan dichas reducciones de tamao por

medios fsicos se denominan trituracin y molienda. Estas operaciones son de

aplicacin habitual en los procesos industriales, tal como puede observarse en el

proceso de fabricacin del cemento Portland en el Captu lo I - Miner ales d e Uso

Industrial.

Las operaciones citadas se realizan con el objeto de facilitar el transporte de los

materiales, las operaciones fsicas (tales como mezclado, dosificacin, aglomeracino disolucin) y facilitar o permitir las reacciones qumicas (como consecuencia de que

la velocidad de reaccin es funcin de la superficie de las partculas y es tanto ms

grande cuanto mayor es su grado de subdivisin).

Si bien no existe una diferencia clara entre la trituracin y la molienda, en general se

habla de trituracin cuando se fragmentan partculas de tamaos superiores a 1

pulgada (1") (se utilizaran unidades mtricas e inglesas pues es comn en el

desarrollo de la materia la utilizacin de manuales y catlogos con valores

expresados en unidades inglesas) y de molienda cuando se tratan partculas detamaos inferiores a 1" (1" = 2.54 cm).

La trituracin es tambin denominada desintegracin y las maquinas que la producen

trituradoras, desintegradoras, quebrantadoras o machacadoras segn los

diversos autores.


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En realidad, los trozos de materiales constituyen conjuntos de diversos tamaos, por

consiguiente resultara imposible, desde el punto de vista industrial, practicar las

mediciones sealadas anteriormente.

En la industria, lo que se hace es clasificar los trozos con una serie de tamices (o

zarandas) y, de acuerdo a los tamaos de los agujeros de los tamices, se le

equiparan a las partculas dichos tamaos segn pasen o no cada tamiz.

Posteriormente, el tamao medio de la muestra se calculara con la siguiente

expresin:

Dnde:

D: Dimetro medio de las partculas.

Di: Tamaos de los agujeros de cada tamiz.

ki: Cantidades (en peso) de partculas que pasan cada tamiz.Estos conceptos se profundizaran y aclararan durante el desarrollo del Captu lo IV

Separacin de slidos de slidos.

2.2.3. Grado de Desintegracin

El coeficiente de reduccin que se obtiene en las mquinas de trituracin

(trituradoras) o de molienda (molinos) se denomina grado de desintegracin y se

define como la relacin entre los tamaos mximos de las partculas a la entrada y

salida de la mquina.

El grado de desintegracin () se expresa de la siguiente manera:

El grado de desintegracin en trituracin se encuentra acotado entre 2 y 15.


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2.2.6. Teora General de la Desintegracin

Desde hace ms de un siglo, la desintegracin ha sido objeto de investigaciones

tericas, fundamentalmente, con el fin de determinar el trabajo necesario para

desintegrar las partculas.

En trminos generales, se puede decir que las leyes y teoras existentes estn

superadas, dado que las mismas consideraban que el proceso era puramente

mecnico, cuando en realidad se ha determinado que se trata, tambin, de un

proceso cintico, donde influye, en forma importante, el estado fsico-qumico de los

slidos.

En la actualidad se puede decir que todava no existe una teora general

satisfactoria.

No obstante, como algunas leyes dan una aproximacin, al menos parcial, de los

fenmenos reales, a continuacin se darn las principales existentes.

2.3. LEYES DE DESINTEGRACIN

Las leyes de la desintegracin se pueden clasificar de la siguiente forma:

Leyes de distribucin granulomtrica.

Leyes energticas.

2.3.1. Leyes de Distribucin GranulomtricaSe ha comprobado que resulta imposible obtener, por medio de la trituracin,

partculas que, en su totalidad, sean de volumen (tamao) igual y uniforme.

El material producido es de distintas dimensiones, repartindose de acuerdo a curvas

bien definidas denominadas curvas granulomtricas. En la Figura N1 se pueden

observar diversas curvas granulomtricas.


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Dnde:

dE: Diferencial de energa

dL: Diferencial de elongacin.

c: Constante de proporcin.

L: Longitud.

p: Constante en funcin del tipo de material.

Existen variantes de esta Ley que se adaptan mejor a determinadas condiciones de

trabajo: la Ley de Rittinger, enunciada en el ao 1867 y que se basa en la hiptesis

de las superficies de las partculas; la de Kick, expresada en el ao 1885 y que sebasa en una hiptesis volumtrica y la teora de Bond, del ao 1951.

2.3.2.1. Ley de Rittinger

Esta ley, cuya explicacin responde bastante bien a la desintegracin de productos

finos expresa:

El trabajo necesario para una desintegracin es proporcional al aumento de

superficie producida.

Dnde:

W: Trabajo de desintegracin.

z: Energa superficial especfica.

S: Aumento de superficie producido en la desintegracin.

Otra forma de expresar esta ley es la siguiente:

Los trabajos producidos en la desintegracin son inversamente

proporcionales a los tamaos de los granos producidos

2.3.2.2. Ley de Kick


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Esta ley responde, con bastante aproximacin, a la desintegracin de productos

gruesos y expresa lo siguiente:

El trabajo absorbido para producir cambios anlogos en la configuracin de

cuerpos geomtricamente semejantes y de la misma materia varia con el

volumen o la masa

Otra forma de expresin es la siguiente:

Dnde:

W: Trabajo de desintegracin.

V: Volumen.

M: Masa.

B: Constante.

D: Tamao (i: inicial; f: final).

2.3.2.3. Desviaciones de las Leyes de Rittinger y Kick

Las desviaciones que presentan en la prctica ambas leyes se deben a lo siguiente:

a) Se parta del principio de que la desintegracin produce productos de igual forma

que los iniciales (isostenia), es decir, que al desintegrar partculas de forma

cbica se producan cubitos o si se parta de esferas se producan esferitas. Este

principio no es vlido.

b) Se supona que los materiales son istropos (igual resistencia en todas

direcciones (anisotropa).

c) No se consideraba que los productos a desintegrar pueden tener grietassuperficiales (lugares donde se comienza a desintegrar el material sin consumo

de energa).

d) No se tuvieron en cuenta ni las deformaciones elsticas, ni que el producto se

mueve dentro de la mquina, lo que produce rozamientos calor del material, etc.

e) No se consideraba que la materia ya molida amortigua el golpe de la maquina

contra la materia aun no molida.

2.3.2.4. Teora de Bond


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Las trituradoras de mandbulas comprenden las denominadas de accin peridica,

conocidas, generalmente como Trituradoras de mandbulas y las deaccin continua,

llamadas ms comnmente Trituradoras giratorias o Trituradorascnicas.

Ambos tipos de trituradoras de mandbula trabajan (desintegran) fundamentalmente

por el efecto de aplastamiento (compresin) y, en menor grado, por la flexin,

predominando este ltimo efecto ms en las de accin continua.

Estas trituradoras se denominan de mandbulas pues desintegran rocas y minerales

en forma similar a la masticacin que ejerce el ser humano sobre los alimentos.

Las trituradoras de mandbulas (nos referiremos en adelante a las de accin peridica

en estos trminos), se utilizan principalmente para la desintegracin de material

grueso, produciendo material irregular, puntiagudo y con aristas. Generalmente se

utilizan en trituracin primaria y, eventualmente, en trituracin secundaria.

Las trituradoras giratorias o cnicas (en adelante nos referiremos a las de accin

continua en estos trminos), se utilizan en trituracin primaria, secundaria y terciaria).

2.3.1.1 Trituradoras de Accin Peridica. Trituradoras de Mandbulas

Existen cuatro tipos de trituradoras de mandbulas: las de doble efecto (tipo Blake),

las de simple efecto (tipo Dalton), la tipo Lyon y la tipo Dodge. Las dos primeras son

de uso ms generalizado.

Trituradoras tipo Blake (Doble efecto)

La trituradora tipo Blake cuenta con dos mandbulas (ver Figura N2), una fija (7) y

una mvil (5), que son las que producen la desintegracin de las rocas con un

movimiento de masticacin. La mandbula mvil se acerca y aleja de la fija pivoteando

en un punto superior de suspensin (10). El movimiento de la mandbula se logra por

el ccionamiento de un motor, que se acopla a travs de correas, con un eje (1). En

forma excntrica al eje (2) va acoplada una biela (3) que merced a la excentricidad,

sube y baja. Dicha biela, en su parte inferior tiene una articulacin, a las que van

unidas dos riostras (4) (o placas riostras).Dichas riostras se unen, en el extremo opuesto a la articulacin, una a la mandbula

mvil (en su parte inferior) y la otra a un apoyo fijo. Al subir la biela, arrastra hacia

arriba las riostras, horizontal izndolas y haciendo mover el extremo inferior de la

mandbula mvil hacia la fija. Cuando la biela baja, arrastra a las riostras hacia abajo y

la mandbula mvil se aleja de la fija. De esta forma, alternativamente, la mandbula

mvil se acerca y aleja de la fija. Cuando se acerca comprime las rocas que se

encuentran en el interior de la maquina; cuando se aleja las piedras van cayendo por

gravedad. Las rocas a triturar ingresan por la boca de carga, en la parte superior (9) y


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salen de la maquina por la parte inferior (8) por gravedad. Durante su recorrido se van

desintegrando.

Figura No 2. Esquema Trituradora tipo Blake.


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Figura No 3. Corte Trituradora tipo Blake.

Las principales partes de las maquinas son las siguientes:

a) Las mandbulas, que cuentan con placas de recubrimiento llamadas placas de

trituracin (6), que pueden ser lisas u onduladas (estas permiten ejercer el esfuerzo

de flexin sobre las rocas).

b) El eje (1), que cuenta en un extremo con una polea (donde se acoplan las correas

que transmiten el movimiento del motor al eje) y en el extremo opuesto con un volantede gran masa que ejerce la funcin de acumulador de energa, cuando la mandbula

mvil se aleja de la fija (no tritura), la que devuelve cuando la mvil se acerca a la fija

(tritura).

c) La biela, que transmite el movimiento del eje a las riostras que mueven la

mandbula mvil.

Las riostras, adems de transmitir el movimiento, sirven como fusibles del sistema.


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Tienen algn punto de la pieza de menor resistencia que el conjunto que hace que

cuando la maquina realice un esfuerzo superior al previsto en su dimensionamiento,

se rompa la riostra en su punto dbil y evite la rotura de la mquina.

La abertura de salida del material (8) (abertura de cierre), puede regularse acortando

o alargando la riostra que est unida al apoyo fijo.

La abertura de cierre tiene dos tamaos extremos, la denominada abertura de cierre

mnimo (es el momento en que el giro del eje hace que la mandbula mvil est ms

cerca de la fija) y la abertura de cierre (mximo) que es cuando el eje giro 180 de la

anterior posicin, es decir, cuando la mandbula mvil est ms alejada de la fija. Las

rocas trituradas saldrn en una diversidad de tamaos acotados por las aberturas de

cierre mnimo y mximo.

En general, cuando nos referimos en adelante al trmino abertura de cierre nos

estaremos refiriendo a la abertura de cierre mnimo que es la que habitualmente se

mide.

En la medida que se varia en una maquina la abertura de cierre, se estarn variando

los tamaos de salida de sus productos y, por consiguiente, su grado de

desintegracin. Las maquinas tendrn distintas curvas granulomtricas del material

producido, uno por cada abertura de cierre empleada.

El bastidor de la trituradora est formado por una especie de cajn rectangular que

puede estar construido en fundicin de alta resistencia, de acero moldeado o de

chapas y perfiles laminados y soldados. Las mandbulas estn protegidas por placas

de trituracin (placas de desgaste) y construidas en acero al manganeso, las que se

reemplazan peridicamente en funcin del desgaste.

El resto de las piezas suelen ser construidas en acero moldeado o acero duro. El eje

suele ir montado sobre cojinetes de rodillos.

El nmero de compresiones vara entre 50 y 750 por minuto, siendo los valores ms

comunes entre 150 y 300. Las velocidades de compresin estn entre 0,20 y 0,50

m/seg.


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2.5. DESCRIPCIN DE CANTERAS

Las principales canteras son las siguientes (Tabla 27):

2.5.1. Cantera Ro Ollachea

Se encuentra en el distrito de Ollachea, provincia de Carabaya, a 1,2 km en lnea

recta al norte del poblado de Ollachea. Sus coordenadas UTM son 8475654N,

340661E. El acceso es mediante el siguiente itinerario: Juliaca-Macusani (211 km por

carretera asfaltada), Macusani-Ollachea (50,5 km por carretera afirmada), el camino

hacia la cantera hacia San Gabn (aproximadamente1,5 km).

Consiste de materiales de lecho de ro y de terrazas fluviales, compuesto por cantos

rodados, limos y arenas. Los cantos rodados subredondeados son de origenvolcnico, de diversos tamaos (gravas a bloques). El espesor de la terraza fluvial es

de 8 m aproximadamente (Foto 21).La cantera se explota a tajo abierto y de forma

semimecanizada. El material es usado en obras viales cercanas a la cantera. Casi

siempre, en la construccin de carreteras, se requiere que el material de relleno sea

de canteras cercanas, ya que el flete por el transporte del material, en este tipo de

obras debe ser mnimo.

2.5.2. Cantera Ro Crucero

Se encuentra en el distrito de Potoni, provincia de Azngaro, a 6 km en lnea recta al

sureste de Antauta. Sus coordenadas UTM son 8414480N, 364248E. El acceso es

mediante el siguiente itinerario: Juliaca-Azngaro (103 km), Azngaro-Antauta (72

km).


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Los depsitos fluviales, que se encuentran en las riberas de los ros y en terrazas

recientes, estn conformados por material heterogneo (gravas de diferente

composicin y diversos tamaos, mezclados con arenas y limos).

El depsito se explota de manera informal y artesanal. Debido a que el material es

heterogneo, la clasificacin es realizada mediante mallas para seleccionarlos por

tamaos. El material es usado en obras viales.

2.5.3. Cantera Pemy GR-I

Se encuentra en el distrito de Asillo, provincia de Azngaro, a 34 km en lnea recta al

noroeste de Azngaro. Sus coordenadas UTM son 8379723N, 352567E. El acceso

desde la ciudad de Juliaca es mediante el siguiente itinerario: Juliaca-Azngaro (103

km) y desde Azngaro hasta la cantera (24,8 km).

Los depsitos fluviales estn compuestos por material heterogneo (gravas, arenas y

limos), que se encuentra en las riberas de los ros. Este es explotado para su uso en

construccin.

2.5.4. Cantera Chimpa Jaran

Se encuentra en el distrito de Juliaca, provincia de San Romn, a 5 km en lnea recta

al norte de Juliaca. Sus coordenadas UTM son 8293460N, 377289E. El acceso esmediante carretera asfaltada, por un tramo de 6,5 km siguiendo la ruta hacia

Calapuja.

El depsito consiste de areniscas rojizas, en estratos medianos, perteneciente a la

Formacin Calapuja. En el afloramiento, la roca se presenta muy fracturada y

moderadamente alterada.

Se explota de forma semimecanizada usando una chancadora para la trituracin y

aplanado del material.El producto final es la piedra aplanada clasificada por tamaos

(Foto 22).


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Foto 22. Cantera de ridos explotado de forma semimecanizada.

2.5.5. Cantera Pichincha

Se encuentra en el distrito y provincia de Lampa, a 3 km en lnea recta al sur del

poblado de Lampa. Sus coordenadas UTM son 8298380N, 354718E. El acceso

desde la ciudad de Juliaca es mediante el siguiente itinerario: Juliaca-Lampa, por 33

km de carretera asfaltada.

El depsito consiste de arenas limosas de color marrn amarillento, producto de la

meteorizacin de la roca caja, perteneciente al Grupo Cabanillas, que est

compuesto por areniscas y lutitas. En el afloramiento, la roca se presenta muy

alterada e intensamente fracturada, adems, tiene un espesor aproximado de 3 m.

Las rocas del Grupo Cabanillas estn siendo explotadas en pequeas canteras por

artesanos informales, que extraen el material de manera informal. Esta actividad es

observada a lo largo de la carretera hacia Juliaca.

2.5.6. Cantera Huacochullo

Se encuentra en el distrito de Pichacani, provincia de Puno, a 61 km en lnea recta al

sur de Puno. Sus coordenadas UTM son 8191595N, 364918E. El acceso desde la

ciudad de Puno, es mediante la carretera asfaltada siguiendo la ruta hacia

Moquegua, en un tramo de 77 km.


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Los depsitos aluviales estn compuestos por gravas subredondeadas, arenas y

limos. El espesor del material es de 3 m aproximadamente.

La cantera se explota a tajo abierto y de forma semimecanizada. El material es

clasificado y usado como material de ripiado en la construccin de carreteras (Foto

23).

Foto 23. Vista panormica de la cantera Huacochullo.

2.5.7. Cantera San Pedro 2000

Se encuentra en el distrito y provincia de Puno, a 5 km en lnea recta al sur de la

ciudad de Puno.Sus coordenadas UTM son 8242320N, 391569E. El acceso desde la

ciudad de Puno es mediante la carretera asfaltada, siguiendo la ruta hacia Moquegua

por un tramo de 6 km.La cantera se encuentra a 500 m de la carretera.

El depsito consiste de conglomerados formados por gravas subredondeadas a

subangulosas, englobadas en matriz arenosa.

Estratigrficamente, pertenece al Grupo Puno.

2.6. MERCADO


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2.6.1. Oferta potencial

2.6.1.1. Nacional

De acuerdo a la informacin bsica del INGEMMET y la verificacin en el campo, se

aprecia que a lo largo y ancho del territorio peruano existen importantes recursos no

metlicos denominados ridos (arenas gruesa, arena fina, gravas-arenas o arenas y

gravas, gravillas, hormign, ripios, conglomerados, piedras de construccin,

materiales de construccin, etc.), usados en la industria de la construccin.Sin

embargo, dicha informacin no est completa, debido a que falta la verificacin de 22

regiones. A la fecha, con la verificacin de las regiones de Moquegua, Tacna y en

este caso Puno, se ha incrementado de 296 ocurrencias y canteras registras en

2007 a 348 despus de la verificacin, como se puede observar en la Fig.5.

Fuente: Base de datos de rocas y minerales industriales (2010) INGEMMET.

2.6.1.2. Regional

De acuerdo con la verificacin de campo y la informacin consultada de la regin

Puno, se increment de 7 canteras registradas hasta el ao 2007 a 22 para el ao

2009. En la Fig. 6 se aprecia la distribucin de las ocurrencias y canteras de ridos

en cada una de las 9 provincias; las ms representativas son Azngaro, San Romn,

Carabaya y Puno. Este potencial, sin duda, asegura el abastecimiento en el futuro

para las obras de infraestructura y edificaciones que se vienen realizando en cada

una de las provincias de la regin.


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Produccin nacional

La produccin nacional de ridos para la construccin est ntimamente relacionada

al desarrollo de la industria de la construccin en general. Estos materiales son

indispensables desde las edificaciones de viviendas hasta la infraestructura del pas.El valor de los ridos o materiales de construccin es generalmente bajo, mientras

que los gastos de transporte son elevados. En muchos casos, su incidencia es

relativa en relacin a la abundancia de estos materiales y a la cercana de los

consumidores. Por ello, las canteras de dichos recursos son ms valiosas cuando

ms cerca se encuentre a los centros de consumo.

En la Tabla 29, se observa que, en la ltima dcada, el crecimiento promedio anual

de la produccin peruana de ridos para la construccin fue de 13%, lo cual est en

relacin directa con el ritmo de crecimiento de la industria de la construccin, la

expansin urbana y el desarrollo de la infraestructura a nivel nacional.

Tabla 28 Canteras y ocurrencias de ridos en la regin Puno por provincias y

Distritos

Fuente = Informacin recopilada en campo (ao 2009)


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Foto 24. Vista panormica del rio Ollachea.

Foto 25. Cantera artesanal de ridos Hilacoyo 1.


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Tabla 29 Produccin estimada de ridos para la construccin por sustancias en

el Per (en toneladas mtricas)

Fuente:A. Daz y J. Ramirez (2009), Compendio de rocas y minerales industriales

en el Per e informacin acopiada en el campo (ao 2009).

Produccin regional

Los ridos para la construccin en la regin Puno estn siendo explotados en

diferentes niveles de produccin: mediana minera, pequea minera y artesanales,

tanto formales como informales, con excepcin de algunos productores que explotan

dicho material para la construccin de la carretera Interocenica, empleando

maquinarias modernas para su explotacin. Los dems emplean mtodos

semimecanizados, manuales o artesanales en sus operaciones. Las canteras que se

explotan en esta regin se encuentran en reas prximas a las grandes ciudades y

obras de infraestructura, especialmente de desarrollo vial, que son las de mayor

consumo de estos recursos (fotos 26 al 29).

En la Tabla 30, se puede analizar la tendencia de la produccin de ridos en laregin Puno durante los ltimos 15 aos, en los que se ha experimentado un

crecimiento promedio anual del 52%, debido en gran parte al crecimiento urbano y

poblacional de las ciudades de Juliaca, Puno, Ayaviri, Lampa, Macusani y otras

capitales provinciales, as como por el desarrollo y mantenimiento de las obras de

infraestructura (caminos, carreteras, represas, canales de irrigacin, etc.),

edificaciones pblicas y privadas, como la carretera Interocenica, la red de

carreteras regionales, vecinales, etc.

Tabla 30 Evolucin de la produccin de ridos en la regin Puno por provincias


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Fuente:A. Daz y J. Ramirez (2009), Compendio de rocas y minerales industriales

en el Per e informacin acopiada en el campo (ao 2009).

Foto 26. Vista panormica de la cantera de ridos deChejeChejeMoho.


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Foto 27. Cantera de ridos Catacancha-JaqueneMacusani.

Foto 28. Cantera de ridos rio CabanillasCabanillasSan Romn.


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No existe informacin registrada concerniente al consumo real de estos recursos, por

lo consiguiente se analizarn desde el punto de vista del consumo aparente.

2.9. CONSUMO APARENTE REGIONAL

El consumo aparente de los ridos en ambas regiones es usado al 100% localmente y

est en relacin directa con el desarrollo y crecimiento de la construccin de sus

obras de viviendas e infraestructura. Por tanto, la comercializacin de estas materias

primas es de carcter interno. En la Fig. 7, se observa la tendencia del consumo en

cada una de las provincias de la regin. Las de mayor consumo son las provincias de

San Romn, Azngaro, Sandia y Puno, debido al mayor crecimiento y expansin

urbana registrada en los ltimos 15 aos.

Fuente: Estimado segn tendencias del mercado en la ltima dcada.

PRINCIPALES USOS


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Como se sabe, los ridos (gravas, arena, piedra clasificada, etc.) son abundantes en

el planeta Tierra. Estos son de diversos tamaos, desde material muy fino, casi

impalpable, de 60 micras de dimetro, hasta los mayores fragmentos, cuya dimensin

mxima puede alcanzar varios metros. En Puno, abundan los ridos naturales en

depsitos naturales no consolidados. Estos materiales varan para las diversas

aplicaciones.

Lpez, en su libro Manual de ridos prospeccin, explotacin y aplicaciones, enumera

las siguientes aplicaciones:

Agregados para carreteras

ridos para hormigones

ridos para drenaje, filtracin y control de erosin

ridos especiales (ligeros, o sea rocas de pequea densidad)

Agregados para usos industriales

Se denominan agregados industriales a los productos naturales o artificiales que son

objeto de aprovechamiento en la industria. Por lo general, tienen poco valor debido al

gran potencial existente y poca preparacin de los mismos.

La piedra para mampostera Procede de canteras; es un material natural que se

obtiene directamente y se utiliza sin ninguna transformacin. nicamente es

necesario darles forma, en las estructuras de piedra, tanto para los puentes de

piedra u otros Materiales de construccin Est conformado por diferentes tipos de rocas como

andesitas, basaltos, dioritas, granodioritas, gabros, sienitas, prfidos, granitos,

gneises, cuarcitas, areniscas cuarcticas, calizas compactas, dolomitas

compactas, piedra laja, sillares, etc.

Industria de tubos y hormign armado

2.10. COMERCIO LOCAL

La regin de Puno registra diversas formas de abastecimiento en la demanda, es

decir, en los pueblos pequeos se extraen directamente estos materiales para

construccin de viviendas y obras locales, mientras que en la ciudad se distribuyen a

travs de transportistas (individuales), que abastecen al consumidor a travs de los

distribuidores minoritarios, como podemos ver en la Fig. 8, donde se ilustra

claramente esta actividad.


32/60


2.11. PRECIOS

Los precios de los agregados o ridos en esta regin son muy diversos, puesto que

estn en relacin a la calidad de las sustancias, la cercana de las canteras y el rea

de consumo. En general, el precio de los materiales de construccin se determina

por la calidad del producto y la distancia al lugar de consumo.

En la Tabla 32, se presentan los precios promedios recopilados en el mercado de la

regin Puno, que varan segn la calidad del material y el uso final del mismo.

Adems, en la Tabla 33, se muestran los precios referenciales del mercado de

Estados Unidos.Tabla 32 Precio promedio de no metlicos para la construccin en nuevos

soles por tonelada

Fuente: Informacin recopilada en campo (octubre, 2009).

Tabla 33 Precios internacionales de no metlicos para la construccin

(volumen en toneladas)

Fuente: Mineral Cmomody Sumaries 1999 - 2010 USGS


33/60


III. CALCULO DE EQUIPOS

CARGUIO Y TRANSPORTE:

CARGADORES FRONTALES:

D = 3846 tm/da

Trabajo 8 Hs por turno

C.F. = (3.5 m3; 4.5 m3)

P esponjado 1.7 tm/m3

Produccin diaria m3/Hr

3846 tm/da x1

7 549.4 tm/Hr

549.4 tm/Hr x1

1.7 = 323.2 m3/Hr

Calculo de N de cargadores frontales (C.F.) para la operacin:

P.

=

60

x DM

Especificaciones:

Factor de eficiencia : 0.73

Factor de llenado : 0.80

Ciclo por pase de la cuchara : 0.5 min

Disponibilidad mecnica : 0.6

323.2.

=

60 0.73 0.8

0.5x 0.6

Cc = 7.68 m3


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Usaremos el de 4.5 m3

N C.F. =

4.5 = 1.7

N C.F. = 2.1+ 1 Stanby = 3 (cargadores frontales)

DETERMINANDO EL TRACTOR:

Pr= 3846 tm/da x 0.3 = 1153.8 tm/da

Pr = 3232 m3/hr x 0.3 = 96.96 m3/hr = 126.8 yd3

= 0.6

CALCULO DEL LAMPON:

Yd3/hora =60 0.68

126.8 yd3/Hora =60 0.60 0.6

1.1.

(L = 6.5 yd3(4.9 m3)

Tractor H68 serie II (4.9 m3) (6.5 yd3)

CALCULO DEL RENDIMIENTO DEL TRACTOR:

Ch = 4.9 m

3

/hrTf = 0.2

= 0.6

Vida = 3 Km/h

Tc =?

Vregreso = 4.5 km/h

Distancia de la cantera = 25 m

Tc = Tf + Tv

Tc =25 60

3 1000+

25 60

4.5 1000= 0.5 + 0.33 = 0.83 min

Tc = 0.2 + 0.83 = 1.03 min 1.1. min

Ptm3/h =60 4.94 0.6

1. = 161.24 m3/hr


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Empuje mal efectuado: Rt= 121.25 m3/hr

Rt= 206.13

DETERMINACIN DE TRACTORES:

N TRACTORES=

N TRACTORES=1153.8 /

8 206.1 0.6= 1.16 + 1

N TRACTORES= 2UNIDAD

DETERMINACIN DE CAMIONES:

Camiones 15 m3(25.5 tm)

P = 3846 tm/da

8 Hr/da = teff = 7.5 hr/da

P esponjado = 1.7 tm/m3

CALCULO DEL CICLO DE TRANSPORTE:

Tf =

Carguo # pases 3 min

Descarga 2 min

5 min

TIEMPO VARIABLE: 70 min

Ciclo total = 70 + 5 = 75 min

CICLO x HORA =60

70 = 0.857

RENDIMIENTO = 0.857

x 25.5

= 21.85

# CAMIONES =512.8

21.85 /= 23.5 C

# CAMIONES = 24 + 1 Stanby =25 C

IV. CONCLUSION.


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Para obtener hormigones de buena calidad, es indispensable utilizar ridos que sean

tambin de buena calidad, pues el hormign no es otra cosa que piedra y arena

cohesionados por el cemento, que toma la forma de encofrados o moldes diseados

previamente, o dicho en otras palabras, el hormign es una cadena, y como tal, es tan

fuerte como el ms dbil de sus componentes; por lo tanto fallar si uno solo de sus

elementos es de baja calidad o escasa resistencia.

De all la importancia de obtener ridos de ptima calidad, limpios y de alta

resistencia, que cumplan con tamaos o granulometras estipulados en las normas

tcnicas, permitiendo lograr el mejor hormign y al costo ms econmico.

Es indispensable que los ridos estn libres de toda impureza, como arcillas, sales,

materias orgnicas, etc., puesto que stos afectan al cemento y disminuyen la

resistencia final del conjunto.

El proceso industrial de un buen rido debe ser cuidadosamente planificado y hecho

bajo normas de control de calidad; se inicia con la seleccin del material extrado de

la cantera, el cual pasa a ser triturado y por medio de zarandeos adecuados se

preparan los productos de acuerdo a especificaciones tcnicas a cumplir.

Nuestra empresa cuenta con instalaciones y equipos industriales nicos en el

Ecuador y como pocos en el mundo, que incluso llegan al lavado de arena; dispone

de laboratorios propios para el control de la calidad de la materia prima y de los

productos en todas sus fases; est en capacidad de producir ridos de cualquier

granulometra que requiera el cliente y las entregas son inmediatas

Forma y tamao

La composicin, forma y tamao de los agregados influyen sobre la resistencia y

calidad del hormign. Su influencia viene determinada indirectamente por la cantidad

de agua que es necesario aadir a la mezcla para obtener la docilidad y

compactacin necesaria.

Se llama superficie especfica del agregado, a la superficie por kilogramo de los

agregados. Esta superficie es mayor o menor segn el tamao de los agregados.

Cuando los agregados son pequeos su superficie es ms elevada que cuando se

trata de agregados gruesos.

Si se mantiene el valor de la superficie especfica del agregado, la cantidad de agua

que es necesaria para una docilidad y resistencia determinadas permanece

constante, independientemente de la granulometra.

Cmo conseguir una granulometra compacta?


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Cuanto ms pequeo sea el tamao del agregado tanto mayor ser su superficie

especfica; se debe tender a alcanzar un tamao mximo de agregado, tan elevado

como sea posible, e ir disminuyendo el tamao, de forma que los huecos

comprendidos entre el agregado grueso se vayan llenando con la mnima cantidad

de agregado fino.

Este proceso no se puede llevar a cabo de una manera rigurosa, ya que un agregado

clasificado de esta manera conducir a una estructura muy poco cohesiva, por lo que

un ligero exceso de finos es necesario.

Qu caractersticas deben reunir los agregados?

No deben tener arcillas, limos y materias orgnicas.

En general, los agregados de baja densidad son poco resistentes y porosos.La humedad de los agregados tiene gran importancia en la dosificacin del hormign,

sobre todo si se dosifica en volumen, ya que existe un esponjamiento del agregado

que aumenta su volumen. Este aumento es considerable en las arenas. Al dosificar

el agua de amasado hay que tener en cuenta la humedad de los agregados.

La arena de mina contiene demasiada arcilla y es necesario lavarla para su empleo

en hormign armado.

Las arenas de mar, lavadas con agua dulce, se pueden emplear en hormign armado.

Cmo dosificar los agregados?

Hay que separar el agregado grueso en diferentes tamaos, para luego mezclarlo en

las proporciones convenientes. El agregado fino se suele combinar segoen los tipos

de arena.

Una clasificacin muy precisa de agregados se debe mirar siempre desde el punto de

vista tcnico-econmico, contrapesando el costo de la clasificacin de los agregados

frente a la calidad obtenida en el hormign.

Cmo debe ser la forma de los agregados?


38/60


Si se emplean agregados gruesos de formas inadecuadas, la cantidad de cemento

necesaria para obtener una buena resistencia es elevada.

Estas formas inadecuadas son las de tipos lajoso y su proporcin en la mezcla se

limita por el coeficiente de forma de la grava.

Se entiende por coeficiente de forma de un agregado el obtenido a partir de un

conjunto de granos, sen la relacin entre la suma de sus voloemenes y la suma de

los voloemenes de las esferas circunscritas a cada grano.

La Instruccin para el proyecto y ejecucin de obras de hormign en masa y armado

prescribe que el valor del coeficiente de forma no debe ser inferior a 0,15.

V. BIBLIOGRAFIA


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ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS

PROSPECCIONES DE SUELOS Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS EN EL PAVIMENTO

7.1 ESTUDIO DE SUELOSCon el objeto verificar los espesores de los suelos existentes en los sectores de laCarretera en Estudio se ejecutaron 26 calicatas exploratorias de 1.2 m. de profundidadsobre la plataforma existente.

As mismo en los puntos de mxima deflexin se efectuaron 16 calicatas de verificacin.

En cada una de estas calicatas de deflexiones altas se determin el espesor de lasdiferentes capas del pavimento y suelo de fundacin para su clasificacin y verificacin decalidad trasladndose a nuestro laboratorio instalado en la Provincia de Puno, donde sepracticaron los ensayos de granulometra y determinacin de constantes fsicas para losfines de clasificacin por el sistema AASHTO y SUCS.

Sobre muestras tpicas de los diferentes tipos de suelos se ejecutaron ensayos de proctory C.B.R. (norma ASTM D 1883), a los efectos de determinar la capacidad portante de losmismos.

Tambin se tomaron muestras de la capa de rodadura mezclada con 15 cm de espesor debase existente de cada una de las calicatas para obtener una muestra representativa deltramo. las cuales fueron enviadas a Lima para realizarle ensayos de reciclado asfltico.

Los resultados obtenidos en estos ensayos se han consignado en los CUADROSRESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO que se muestra en el cuadro adjunto; losformatos de los ensayos se presentan en los anexos denominado Ensayos de plataforma.

7.1.2 ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO EXISTENTE

Se ha verificado que en el tramo la superficie de rodadura es: carpeta asfltica en fro,TSB, mortero asfltico y carpeta asfltica de un espesor variable de 2 a 15 cm.

A continuacin se indica los tramos con distintas capas de rodadura.

ProgresivaTipo

de Capa de Rodadura

Variacin deEspesor Espesor

promedio (cm)Km. inicio Km. fin (cm)

1363+000 1365+400 Carpeta asfltica en fro 2.5 - 8.0 5.3

1365+400 1369+000 TSB 2.5 2.5


1376+000 1381+750 Mortero asfltico 4.0 - 15.0 7.5

1381+750 1382+800 Carpeta asfltica en fro 2.0 2.0

1382+800 1387+000 Mortero asfltico 4.0 4.0

1387+000 1391+250 Carpeta asfltica 5.0 5.0


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1391+250 1411+000 Mortero asfltico 2.5 - 5.0 3.7


Luego de la evaluacin del pavimento se ha sectorizado la carretera en sectoreshomogneos como se indica en el cuadro S-01. y donde se presentan los espesorespromedios de cada capa del pavimento.

Cuadro S-01

Espesores promedios del pavimento existente (cm.)

Capa derodadura M1 M2 Total Pav.

Seccin 1 5.3 42.0 0.0 47.3

Seccin 2 2.5 40.5 0.0 43.0

Seccin 3 5.2 28.1 20.6 54.0

Seccin 4 5.0 38.3 37.7 81.0

Seccin 5 3.8 30.8 21.3 55.8

Seccin 6 3.0 34.9 11.3 49.5

Promedio 4.2 35.77 15.15 55.1

La capa superior M1 corresponde a la capa de base existente constituida por un materialgranular tipo afirmado, clasificado como: A-2-4 Y A-2-6, con plasticidad de que vara de7.20 a 16.30 como mximo, sub redondeada, aunque su compactacin vara por logeneral entre 93% - 97% de la mxima densidad; cuyo comportamiento se consideraaceptable pues no presenta deformaciones considerables.

De los resultados encontrados a nivel de capa superior, se han extrado un resumen deresultados y se indican en el cuadro S-02

Cuadro S-02


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Resultados de Ensayos de Laboratorio de la Capa Superior (Base Existente)

Humedad % pasa CBR MDS OCH % de

Natural 200 100 (%) gr/cm3 % Comp.

Promedio 3.94 15.21 72.15 2.10 7.14 95.50

Mximo 9.80 18.00 96.40 2.12 9.30 97.00

Mnimo 2.12 12.80 60.00 2.06 5.60 93.00

Del anlisis de los resultados observados en el cuadro S-02, podemos observar que engeneral las muestras de capa superior estn por debajo de la humedad optima lo que se

refleja en el porcentaje de compactacin, siendo este en promedio alrededor del 95.50 %de la mxima densidad seca, la misma que se encuentra en promedio alrededor de 2.10gr/cm3, con una humedad optima promedio de 7.14 %.

Asimismo podemos observar que en la totalidad de calicatas el material es de tipoafirmado, no corresponde a material de base.

Los valores de CBR al 100% de la mxima densidad seca se encuentran en promedio72.15% con valores mnimos registrados de 60.00%.

El material de la segunda capa de sub base existente, su clasificacin varia de A-1-a, A-2-4, A-2-6 y A-4, su plasticidad varia de 5.00 a un mximo de 15.70, su compactacin

alterna entre valores desde 91% al 96% de la mxima densidad. Los resultadosencontrados a nivel de capa intermedia (sub base), se incluyen en el resumen delaboratorio y se indican en el cuadro S-03

Cuadro S-03

Resultados de Ensayos de Laboratorio de la Capa Intermedia



Promedio 7.16 24.11 50.74 2.03 9.42 93.25

Mximo 15.91 39.60 92.90 2.15 15.70 96.0

Mnimo 4.29 10.00 20.00 1.71 6.30 91.0

Del anlisis de los resultados observados en el cuadro S-03, podemos observar que engeneral las muestras de Sub-base estn por debajo de la humedad optima lo que serefleja en el porcentaje de compactacin, siendo este en promedio alrededor del 93.25%de la mxima densidad seca, la misma que se encuentra en promedio alrededor de 2.03gr/cm3, con una humedad optima promedio de 9.42 %.


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Los valores de CBR al 100% de la mxima densidad seca se encuentran en promedio porel orden del 50.74 % con valores mnimos registrados de 20.00 %, encontrndoseigualmente cerca de los lmites tolerables.

El material al nivel de la capa subyacente a la capa intermedia sub base existente es deltipo granular cuya clasificacin es de A-4, A-5, su plasticidad varia de 4.20 a un mximo

10.70, su compactacin alterna entre valores desde 82% al 87% de la mxima densidad.Los resultados encontrados a nivel de capa interna, se incluyen en un resumen deresultados y se indican en el cuadro S-04

Cuadro S-04



Promedio 12.13 59.45 21.53 1.58 18.60 84.75

Mximo 12.77 67.70 45.70 2.06 22.50 87.00Mnimo 10.61 40.50 12.6 1.42 8.33 82.00

Del anlisis de los resultados observados en el cuadro S-04, podemos observar que engeneral las muestras de Capa subyacente estn por debajo de la humedad optima lo quese refleja en el porcentaje de compactacin, siendo este en promedio alrededor del 84.75% de la mxima densidad seca, la misma que se encuentra en promedio alrededor de1.58 gr/cm3, con una humedad optima promedio de 18.60 %. Asimismo podemos observarque los porcentajes del material que pasa la malla # 200, en promedio es de 59.45 %, que

indica presencia de materiales mas finos en la capa inferior.

Los valores de CBR al 100% de la mxima densidad seca se encuentran en promedio porel orden de 21.53 %, lo cual indican que la capa inferior de apoyo es de buena capacidadsoporte.

Estos suelos en general se encuentran consolidados y compactos por el trfico.

No se ubic napa fretica en las perforaciones realizadas.

7.1.3 Trabajos de Campo

Se realizaron prospecciones para la verificacin de los espesores de las capas del

pavimento y clasificacin visual de los suelos que lo conforman, con una frecuencia deuna cada dos (2) Km. en forma alternada en lado derecho e izquierdo de la pista, y unaprofundidad de 1.2 m.

Asimismo, se realizaron calicatas de 1.50 m en puntos donde se detectaron deflexionesaltas para la verificacin de los espesores de las capas del pavimento, la clasificacin delos suelos que lo conforman, proctor y CBR. En un total de 16 calicatas adicionales en lassiguientes progresivas:


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Calicata N Progresiva Lado de la Pista

CDA-01 Km.1364+400 derecho

CDA-02 Km. 1365+400 derecho

CDA-03 Km. 1374+800 izquierdo














En las cuales se efectuaron ensayos de caracterizacin fsica de los materiales: de lasdistintas capas de los pavimentos encontrados.

A continuacin se adjunta los reportes de perforaciones en plataforma.

7.1.4 Trabajos de Gabinete

Se analizaron los resultados de laboratorio y fueron contrastados con los resultados delas evaluaciones deflectomtricas as como, como las condiciones de funcionalidad yseguridad, a fin de sectorizar en sectores homogneos los tramos a analizar y darsolucin para la vida til del pavimento.

A continuacin se adjunta el resumen de ensayos en plataforma.


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7.2 CANTERAS

7.2.1 Ubicacin y Descripcin del rea del Trabajo

Las canteras, fuentes de agua y depsitos de materiales excedentes se encuentranubicadas dentro del mbito del proyecto, el cual est ubicado en el departamento de Puno,

provincias de Puno, del Collao, y Chucuito.

El rea de trabajo comprende una zona con altitudes que varan entre los 3,847.5 y3,812.5 m.s.n.m.

7.2.2 Alcance del Trabajo

El alcance del trabajo de verificacin de canteras consisti en la ubicacin, delimitacin,definicin de caminos de acceso y evaluacin del rendimiento de material. Asimismo severific, mediante anlisis efectuados a las muestras las propiedades y calidad de losmateriales utilizados.

En cuanto a las fuentes de agua se procedi a la ubicacin, delimitacin, definicin decaminos de acceso y evaluacin de su disponibilidad. Se verific igualmente, medianteanlisis efectuados a las muestras, las propiedades y calidad de los recursos hdricos.

7.3 ANTECEDENTES

.3.1 RECOPILACION

De la informacin recopilada de los estudios e informes existentes de la carretera Puno Desaguadero realizada por el Ministerio de Transportes y comunicaciones ProviasNacional Zona XIV puno, se tiene las siguientes canteras, comprendidas en la zona delproyecto materia del presente estudio:

1 Cantera : Santa Maria

Ubicacin : Km 3+000 del tramo

Lado : Derecho.

Acceso : 2000 m.

Descripcin : Suelo de origen Fluvial- glacial.

Superficialmente tiene un estrato de arena

arcillosa. SUCS: SW y ASSHTO: A-1-a(0)

Usos : Chancado para Base y Sub Base,

Concretos y Asfaltos.

Potencia : 100,000 m3.

Eficiencia : 70% par concretos y 30% para Asfaltos.

Tratamientos : limpieza de cobertura superficial 060 m,

zarandeo y seleccin


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Disponibilidad : propiedad privada, pertenece a la

comunidad

Periodo de

Explotacin : Todo el ao

2 Cantera : Jussapujo


Lado : Izquierdo

Acceso : 100 m.

Descripcin : Suelo de origen Fluvial.

Superficialmente tiene un estrato de arena

Arcillosa con cobertura vegetal, SUCS: SM

y ASSHTO: A-1-b(0)

Usos : Para relleno con 70% de la cantera de

Santa Mara.


Eficiencia : 35%.

Tratamientos : limpieza de cobertura superficial 060 m,

Zarandeo.

Disponibilidad : propiedad de la comunidad

Periodo de



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3 Cantera : Checa


Lado : Derecho

Acceso : 100 m.

Descripcin : Arena gravosa pobremente graduada con

gravas subredondeadas y redondeadas.

SUCS: SM - SC y ASSHTO: A-2-4(0)

Usos : Para relleno y mampostera


Eficiencia : 70%.

Tratamientos : limpieza de cobertura superficial 0.50 m,

Zarandeo y seleccin.

Disponibilidad : propiedad privada

Periodo de


Relacion de canteras en los anexos del estudio.

Cantera : Cutimbo Cantera : Azirumi Cantera : Jallihuaya Cantera : Ro Ilave

7.3.2 ANALISIS

Haciendo un anlisis de las canteras existentes las canteras Santa Mara y Checa

se utilizaron en la conservacin del tramo adyacente de la carretera y la canteraJussapujo en la construccin de viviendas.

7.3.3 CONCLUSIONES

De la informacin recopilada se puede concluir:

1 Las canteras solo han sido utilizadas en conservacin del tramo adyacente dela pista.

2 Las canteras sirven como relleno con excepcin de la cantera de Santa Marason canteras de cerro.


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7.4 ESTUDIO DE CANTERAS DE VERIFICACIN

El estudio de canteras se ha realizado con la finalidad de verificar las fuentes dematerial en la zona que sern empleadas para las actividades de mantenimientodel pavimento y obras de arte. Se busca obtener informacin mediante un

muestreo, sobre la calidad y cantidad de material en las canteras seleccionadasas como identificar sus usos y tratamientos. Conocer si cumplir con lascondiciones de las especificaciones del material que se busca, asimismo sedeber conocer la suficiente potencia y rendimiento del mismo, el estado de losaccesos y su situacin legal.

Para el tramo Puno Ilave del presente estudio se defini un total de 5 canterasque se puedan utilizar como materiales de construccin, a las cuales se realiz losestudios de verificacin. Las canteras escogidas son:

Cantera Totorani Km 20+700 de la Ilave.

Cantera Ilave (Balsave) Km 1314+700

Cantera Pichacari Km 24+000 de Puno.

Cantera Ro Cutimbo Km 23+500 de Puno.

Cantera Laraqueri Km 39+300 de Puno.

7.4.1 Ubicacin de Canteras y Caractersticas Principales.

a. CANTERA TOTORANI

Ubicacin : Km. 22+700 de la ciudad de Ilave. Lado derecho,longitud del acceso: 750 m.

Potencia : 60,000.00 m3 Rendimiento : 95% Tipo de material : Material de ro. Descripcin : Capa de suelo compuesta de grava con matriz de

arena de color marrn claro, poco hmedo, noplstico, semi compacto, las gravas tienen formasredondeadas y sub redondeadas, de tamao mximo6

Usos : Carpeta asfltica, base granular, sub-base granular,cemento Prtland, relleno.

Propietario : Comunidad de Totorani Disponibilidad : en coordinacin con el propietario. Condicin para su utilizacin: Apoyo con materiales (1,500 bols. de cemento y

3,020 ml de tuberia PBC), personal obrero de la comunidad Periodo de explotacin: poca de estiaje (abriloctubre). En el rea de explotacin no existe cobertura vegetal. Tiene un rea de 36,242.888 m2, se realizaron 10 perforaciones de

verificacin (calicatas)Calidad de Ensayo Grueso Fino


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materiales Lmite liquido NP

ndice plstico NP

Clasificacin AASHTO A-1-a

Clasificacin SUCS GW

Pasante No 200 0.40 %

Humedad natural 2.95 %

Mdulo de fineza 7.10

Equivalente arena 80.30%

Abrasin % 20.65 %

Partculas chatas alargadas 14.60 %

Caras de fractura 13.90 %

Durabilidad 5.38 % 6.30%

Mxima densidad 2.13

Humedad Optima 7.40

CBR 100% 97.10

CBR 95% 69.30

Sales Solubles Totales (mg/Kg) 420.00

Impuresas orgnicas aceptable

b. CANTERA RO ILAVE (Balsave)

Ubicacin : Km. 1314+700, lado Izquierdo. Long. del acceso 2Km Potencia : 47,000.00 m3 Rendimiento : 95%

Tipo de material : Material de rio (arena). Descripcin: Estrato de suelo compuesto de arena y gravas pequeas, color

marrn, no plstica, medio hmedo, blando, las gravas son de formas subredondeadas de tamao maximo 2 , y un tamao en promedio de , seaprecia mayor contenido de arena.

Usos : Cemento Prtland, Slurry Seal Propietario : ILave Disponibilidad : en coordinacin con el propietario. Periodo de explotacin: poca de estiaje (abriloctubre). En el rea de explotacin no existe cobertura vegetal. Tiene un rea de 24,867.084 m2,se realizaron 8 perforaciones de verificacin

(calicatas)

Calidad de Ensayo Grueso Fino


50/60


materiales Lmite liquido NP

ndice plstico NP


Clasificacin SUCS SW





Abrasin % 18.31 %



Durabilidad 6.76%



c. CANTERA PICHACANI.

Ubicacin : Km. 24+000 de la ciudad de puno, lado derecho.Longitud del acceso 12 Km

Potencia : 49,000.00 m3 Rendimiento : 90% Tipo de material : Material de ro. Descripcin : Estrato de suelo compuesto de grava gruesa y

bolonerias con matriz arenosa color marrn claro,medio hmedo, no plstico, semi compacto, lasgravas tienen formas redondeadas y subredondeadas de tamao mximo de 10.

Usos : Carpeta asfltica, base granular, sub-basegranular, cemento Prtland, relleno.

Propietario : Sr Alejandro Ramos Rodriguez. Disponibilidad : en coordinacin con el propietario. Periodo de explotacin: poca de estiaje (abriloctubre). En el rea de explotacin no existe cobertura vegetal. Tiene un rea de 32,568.579 m2,se realizaron 10 perforaciones de verificacin

(calicatas)


51/60


Calidad demateriales

Ensayo Grueso FinoLmite liquido NP

ndice plstico NP


Clasificacin SUCS GP





Abrasin % 22.03 %Partculas chatas alargadas 15.80 %



Mxima densidad 2.10

Humedad Optima 7.90

CBR 100% 92.90CBR 95% 73.50



d. CANTERA RO CUTIMBO


52/60


Ubicacin : Km. 23+500 de la Ciudad de Puno lado Derecho.Longitud del acceso: 400 m.

Potencia : 95,000 m3 Rendimiento : 90% Tipo de material : Material de ro. Descripcin : Estrato de suelo compuesto de grava con matriz de

arena limosa color plomo, no plstico, muyhmedo, blando, las gravas son de formasredondeadas y subredondeadas de tamaomximo 3 .


Propietario : Disponibilidad : en coordinacin con el propietario. Periodo de explotacin: poca de estiaje (abriloctubre). En el rea de explotacin no existe cobertura vegetal. Tiene un rea de 28,119.776 m2,se realizaron 9 perforaciones de verificacin

(calicatas)



ndice plstico NP


Clasificacin SUCS GW




Equivalente arena 71.30 %

Abrasin % 21.07 %




Mxima densidad 2.15

Humedad Optima 5.90

CBR 100% 98.60

CBR 95% 62.50



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e. CANTERA LARAQUERI

Ubicacin : Km. 39+300 de la ciudad de Puno lado Derecho.Longitud del acceso: 720 m.

Potencia : 56,000 m3 Rendimiento : 90% Tipo de material : Material de ro. Descripcin : Estrato de suelo compuesta de grava con matriz

arenosa de color marrn oscuro, medio hmedo,no plstico, semi compacto, las gravas son deformas sub redondeadas, de tamao mximo 12.


Propietario : Comunidad de Laraqueri. Disponibilidad : en coordinacin con el propietario. Periodo de explotacin: poca de estiaje (abriloctubre). En el rea de explotacin no existe cobertura vegetal. Tiene un rea de 32,563.439 m2,se realizaron 10 perforaciones de verificacin

(calicatas)



ndice plstico NP


Clasificacin SUCS GP





Abrasin % 27.98 %




Mxima densidad 2.16

Humedad Optima 6.40


54/60


CBR 100% 98.30

CBR 95% 69.30



7.4.2 Trabajo de CampoComprendi la ubicacin de los depsitos de materiales inertes ms importantesen el rea de influencia de la carretera actual; esto se realiz investigando lascanteras utilizadas en proyectos anteriores ejecutados en la zona y aquellosutilizados por el MTC para la construccin y rehabilitacin de la carretera.

Ubicados los depsitos se procedi a su investigacin geotcnica mediante laejecucin de pozos exploratorios hasta una profundidad de 1.50 m bajo el nivel de

terreno natural en donde fue requerido. Se realiz la descripcin de la calicata y seobtuvieron muestras representativas del material, anotndose el espesor de lascapas. Las muestras representativas fueron remitidas al laboratorio del consorcioubicado en la ciudad de Puno, cuyos resultados se presentan en el resumenadjunto asimismo en el volumen de anexos (anexo 5).

Se prepararon reportes de perforacin de canteras para cada una de ellas en lasque se sealan las caractersticas fsicas del depsito y del material.

Adicionalmente se determinaron las distancias de transporte, las condiciones delos caminos de acceso desde la carretera en estudio hasta el centro de gravedadde la cantera y desde este punto hasta una zona de tratamiento de los agregados

y/o planta de asfalto.

A continuacin se adjunta los reportes de perforaciones en cantera.

7.4.3 Trabajo de Gabinete

Las muestras representativas de las canteras fueron remitidas al laboratorio de lconsorcio ubicado en la Ciudad de Puno, en donde se realizaron los ensayos derutina, como son:

1 Anlisis granulomtrico por tamizado2 Lmites lquido, plstico e ndice de plasticidad

3 Contenido natural de humedad4 Equivalente de arena5 Compactacin Proctor modificado6 Relacin soporte California (C.B.R.)7 Abrasin en la mquina los ngeles8 Porcentaje de particulas planas y alargadas.9 Porcentajes de caras fracturadas10 Mdulo de fineza.

Parte de estas muestras se enviaron a lima para realizarle los Siguientes ensayosen los Laboratorios de la UNI y Estudios Especiales del MTC.

11 Durabilidad12 Ensayos de Riedel Weber

13 Ensayo de Adherencia14 Sales Solubles totales


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15 Impurezas orgnica

En base a la informacin de los espesores de las capas utilizables de los reportesde calicatas y al rea disponible de la cantera se calcul el volumen bruto dematerial. Asimismo teniendo en consideracin la informacin de los tamaosmximos y proporcin de material para chancar se determin el rendimiento de

cada cantera.

Disponindose de la informacin tcnica requerida de los trabajos de campo ylaboratorio se seleccionaron las canteras a utilizarse.

Estas canteras ya han sido utilizadas en labores de pavimentacin y mantenimientode la va en anteriores oportunidades con buenos resultados por lo que los ensayosefectuados tienen caractersticas de verificacin.

Habiendo analizado los antecedentes constructivos y los resultados de laboratorio,se ha seleccionado a la cantera Ilave para la produccin de agregado fino para el laproduccin de Slurry Seals mantenimiento de la carretera.

A continuacin adjuntamos las fichas de cada cantera as como el resumen deensayos.


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FICHA DE CANTERA

Cantera : Cantera Totorani

Ubicacin : Km. 20+700 de la Carretera Ilavetotorani, al lado

derecho de la va.

Acceso : 750 m.

Tipo de Material : de ro

rea Explotable : 43,301.865m2

Vol. Bruto Explotable : 64,952.798 m3

Potencial Neto : 60,000 m3

Rendimientos Est. : 95 %.

Periodo de Explotacin: poca de Estiaje.

Utilizacin : Carpeta asfltica, base granular, sub-base granular, cemento

Prtland, relleno.

Proyecto : Estudio Definitivo de Mantenimiento Peridico de la Carretera Puno -

Desaguadero Tramo Puno - Ilave

Consultor : CONSORCIO San Juan

Nota : Se acompaa plano topogrfico


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FICHA DE CANTERA

Cantera : Cantera Ilave (Balsave)

Ubicacin : Km. 1314+700 de , al lado Izquierdo de la va.

Acceso : 2,000 m.

Tipo de Material : de ro.

rea Explotable : 33,117.170m2



Rendimientos Est. : 95 %


Utilizacin : Cemento Prtland, Slurry Seal.






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FICHA DE CANTERA

Cantera : Cantera Pichacani

Ubicacin : Km. 24+000 de la Ciudad de Puno, al lado

Derecho de la va.

Acceso : 12 Km. acondicionar acceso


rea Explotable : 36,505.542 m2




Periodo de Explotacin: Todo el ao.


Prtland, relleno.






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FICHA DE CANTERA

Cantera : Cantera Cutimbo

Ubicacin : Km. 23+000 de la Ciudad Puno, al lado

derecho de la va.

Acceso : 400 m.








Prtland, relleno.






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FICHA DE CANTERA

Cantera : Cantera Laraqueri

Ubicacin : Km. 39+300 de la Carretera PunoMoquegua, al lado

Izquierdo de la va.

Acceso : 720 m.








Prtland, relleno.





diseño de canteras de explotación de agregados calcáreos_

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