Explotacin de Materiales de Arrastre y Graveras

Explotacin de Materiales de Arrastre y Graveras

Materiales de arrastre

El Cdigo de Minas en el artculo 11 de la ley 685 de 2001 califica, para todos los efectos legales, como materiales de construccin, productos ptreos explotados en minas y canteras usados, generalmente, en la industria de la construccin como agregados en la fabricacin de piezas de concreto, morteros, pavimentos, obras de tierra y otros productos similares.

Materiales de arrastre

Tambin, para los mismos efectos son, materiales de construccin, los materiales de arrastre, tales como arenas, gravas y las piedras yacentes en el cauce y orillas de las corrientes de agua, vegas de inundacin y otros terrenos aluviales. Los materiales antes mencionados se denominan materiales de construccin, aunque, una vez explotados, no se destinen a esta industria.

Posteriormente el Decreto 2462 (que reglamenta al Cdigo de Minas), dice que NO se deben incluir como materiales de construccin aquellos que son usados para ornamentacin de las construcciones como las arcillas, mrmoles, y materiales utilizados en la fabricacin de tejas, tubos y productos parecidos.

Clasificacin de los materialesLos materiales de construccin abarcan un gran nmero y de orgenes muy diversos, pudindose clasificar para su estudio en base a diferentes criterios, siendo los ms habituales su funcin en la obra, su intervencin y su origen. Segn su funcin en la obraPor su intervencin en la obra En funcin de su origenMateriales ptreos Materiales cermicos Vidrios.Materiales aglomerantes.

Segn su funcin en la obralos materiales de construccin se clasifican en: resistentes, aglomerantes y auxiliares. Los materiales resistentes son los que soportan el peso de la obra y los ataques meteorolgicos o los provocados por el uso(piedras, ladrillos, hormign, hierro, etc.).Los materiales aglomerantes son los que sirven de ligazn entre los resistentes para unirlos de formaciones adecuadas a su funcin (cemento, yeso, cal, etc.). Los materiales auxiliares son aquellos que tienen una funcin de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas, etc.).

Por su intervencin en la obra los materiales se clasifican en: de cimentacin, de estructura, de cobertura y de cerramiento. Los de cimentacin son fundamentalmente los hormigones, en particular, el hormign armado. Las estructuras pueden ser de hormign, metlicos, de madera o mixtas. Las coberturas pueden ser de prefabricadas, metlicas, de materiales cermicos o ptreos.Los cerramientos pueden ser ladrillos, acristalados, prefabricados, etc.

En funcin de su origen

los materiales de construccin se pueden dividir en funcin de su origen, siendo este criterio el ms adecuado para el estudio de las propiedades caractersticas de los mismos, y ser el que se seguir en el desarrollo del presente tema. Presenta adems la ventaja de que, a diferencia de las otra clasificaciones, no hay materiales que se repiten en los diferentes apartados.

Segn el criterio anterior los materiales se dividen en: piedras gneas naturales piedras sedimentarias piedras metamrficasPtreos materiales cermicos artificiales bituminosos vidrios Otros pinturas frricos m aislantes Metlicos no frricos aglomerantes maderas Orgnicos areos hidrulicos monteros plsticos yeso cemento hormign cal Puzolanas

En el presente tema trataremos fundamentalmente el estudio de los materiales de origen ptreo, los aglomerantes y derivados de stos. Materiales ptreosLos materiales ptreos utilizados en construccin son las rocas, que son agregados de partculas minerales de dimensiones apreciables y de forma indeterminada, mientras que los materiales derivados de las rocas, y que se emplean habitualmente en la construccin, reciben el nombre genrico de piedra.Rocas y piedras Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancndolas por medio de mquinas (piedras blandas), o por voladuras (piedras duras).

Rocas gneas o eruptivas Son rocas formadas por enfriamiento y solidificacin de las masas fundidas de magma, del interior de la corteza terrestre, al salir al exteriorLas principales categoras son cidas o bsicas, siendo el granito ejemplo del primer grupo, y el basalto del segundo.El granito es una roca que cristaliza a partir de magma enfriado de forma lenta a grandes profundidades bajo la superficie terrestreBasaltos. El basalto es la variedad ms comn de roca volcnica. Se compone casi en su totalidad de silicatos oscuros de grano fino. Suele ser de color gris oscuro, muy duro pero frgil, de elevada resistencia a la compresin.

Rocas sedimentarias.Las rocas sedimentarias estn formadas por fragmentos pertenecientes a otras rocas ms antiguas, y que han que han sido transformadas y erosionadas por la accin del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar.Las rocas sedimentarias se clasifican segn su origen en mecnicas y qumicas.

Las rocas mecnicas se componen de partculas minerales producidas por la desintegracin mecnica de otras rocas y transportadas hasta el lugar de depsito, sin deterioro qumico.

Las rocas incoherentes se originan al resquebrajarse las rocas, dando fragmentos que sucesivamente, por la accin de los agentes externos y/o el propio choque entre ellas, se van reduciendo y redondeando.

Segn el dimetro de estos fragmentos tenemos diferentes tipos de materiales:bloques > 500mm, cantos o guijarros 500-100mm, gravas 100-30mm, gravilla 30-15mm, garbancillo 15-5mm, arena 5-0.2mm, polvo y limo 0.2-0.002mm y arcillas 0.002-0.0001mm.

las rocas compactas se forman a partir de las incoherentes por compresin o aglomeradas por una pasta o cemento.Se dividen segn el tamao de los fragmentos que se han compactado, as tenemos

los conglomerados que estn formados por cantos, gravas, gravillas o garbancillos, Las areniscas cuando se compactan arenas yLas pizarras cuando se compactan arcillas y limo.

Las rocas qumicas pueden formarse por precipitacin de sales disueltas o por la acumulacin de restos orgnicos.

Las rocas por precipitacin proceden de la acumulacin de las sales disueltas en agua, al evaporarse sta, en lugares secos y clidos. Dentro de este tipo destaca en sobremanera el yeso que es sulfato clcico dihidratado. Las rocas de origen orgnicos proceden de la acumulacin de restos de animales y plantas destacando dentro de este grupo la caliza.Las calizas son rocas formadas por carbonato clcico, pudiendo tener un origen qumico por precipitacin de soluciones bicarbonatadas u orgnico por acumulacin de restos de caparazones o conchas de mar, formadas por las secreciones de CaCO3 de distintos animales marinos.

ridos, arenas y areniscas. Los ridos o gravas son fragmentos de roca de dimetro medio, entre 100 y 30mm, procedentes de la trituracin de rocas, ya sea de forma natural o artificial. Se emplean en mampostera, en pavimentos, para la elaboracin de hormigones, etc.

Las arenas son fragmentos producidos por de la desintegracin qumica y mecnica de la rocas bajo meteorizacin y abrasin, de dimetro entre 5 y 0.2mm. Se subdividen en gruesas (5-2mm), medias (2-1mm) y finas (> a 1mm). Por su origen se dividen en arenas de mina, de ro, marinas y artificiales.

Las areniscas son rocas resultantes de la compactacin de arenas de cantos vivos unidos por cementos naturales. Son rocas que se labran muy bien, usndose como revestimientos y en la fabricacin de piedras de afilar y de moler.La arcilla se compone de un grupo de minerales aluminosilicatos formados por la meteorizacin de rocas feldespticas, como el granito. El grano es de tamao microscpico (> de 0.002mm), y con forma de escamas. Esto hace que la superficie de agregacin sea mucho mayor que su espesor, lo que permite un gran almacenamiento de agua por adherencia, dando plasticidad a la arcilla.Las variedades ms comunes de arcilla son: la arcilla china o caoln, la arcilla de pipa, la arcilla de alfarera, la arcilla de escultura o arcilla plstica, arcilla para ladrillos, la arcilla refractaria,

CANTERAS

Canteras es el trmino genrico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales y ornamentales. Segn el Cdigo de Minas (Decreto 2655 de 1988) es el sistema de explotacin a cielo abierto para extraer rocas o minerales no disgregados utilizados como materiales de construccin.

Las canteras pueden subdividirse en dos grandes grupos: el primero, donde se desea obtener un todo uno fragmentado apto para alimentar a las plantas de tratamiento y obtener un producto destinado a la construccin en forma de ridos, a la fabricacin de cementos, etc., lo denominaremos como Rocas Industriales y el segundo, dedicado a la explotacin cuidadosa de grandes bloques paralepipdidos, que posteriormente se cortan y elaboran lo denominaremos como Rocas ornamentales.

Las rocas industriales a su vez lo vamos a subdividir en dos grupos:

Canteras de Rocas industriales semicompetentes, blandas y granulares. Hemos incluidos en este grupo todas aquellas sustancias que su caracterstica principal es no necesitar para su extraccin el uso de explosivos. En cuanto a los diseos de las explotaciones suele ser en bancos en ladera y/o en huecos con un nmero reducido de bancos.

Canteras de Rocas industriales competentes, duras y no granulares. Hemos incluidos todas aquellas sustancias que su caracterstica principal es necesitar para su extraccin el uso de explosivos.

Canteras de Rocas Ornamentales. Estas ltimas canteras se caracterizan por el gran nmero de bancos que se abren para arrancar los bloques y la maquinaria especial con la que se obtienen planos de corte limpios.

DISTRIBUCIN DE INSTALACIONES Y REAS DE UNA CANTERA TPICA DE MATERIALES DE CONSTRUCCIN

En el siguiente esquema se observa la estrecha e inevitable relacin de la minera y el medio ambiente,

Explotaciones y principales afecciones ambientales asociadas

Los tipos de explotaciones mineras son tan variados en su concepcin y diseo como los yacimientos que se benefician. La eleccin del mtodo a aplicar depende de numerosos factores tales como: la profundidad, la forma e inclinacin del depsito, la distribucin de leyes del mineral, las caractersticas geomecnicas de las rocas encajantes y del propio mineral, los costes de explotacin, etc.

Alteracin del balance hdrico de las aguas subterrneas, pudiendo deteriorar la calidad de stas (infiltracin de aguas residuales contaminadas) o producir efectos de lixiviacin en las escombreras y en la mina misma

Alteraciones ambientales

En lo referente a las alteraciones ambientales derivadas de las canteras tenemos En lo referente a las alteraciones ambientales derivadas de las canteras tenemosEl impacto visual y modificacin del paisaje

la generacin de polvo, ruido, vibraciones, etc.

El resultado final de estas explotaciones suele ser una excavacin de grandes dimensiones, ya que no existir ningn tipo de material de desecho reservado para cubrir la cavidad abierta en el terreno.

Destruccin de la cubierta vegetal y de la superficie frtil del suelo, lo que implica la eliminacin de grandes superficies arboladas o arbustivas.

Los efectos de las canteras sobre la morfologa del terreno dan como resultado un paisaje desolado carente de toda cobertura vegetal.

Modificacin del rgimen de aguas superficiales, mediante la captacin y la canalizacin de corrientes de agua. Entre otros que se pueden mencionar ya que son muchas las alteraciones.Eliminacin de las capas coberteras vegetales, dejando el yacimiento completamente al descubierto.

EXTRACCION MEDIANTE DRAGADO.

El sistema es fcil de imaginar, una mquina provista de un cazo, cuchara o cangiln, que se introduce en el agua para arrancar y extraer los materiales del substrato de gravas, y que posteriormente se depositan en el suelo, tolva, dumper, cinta, etc.

Extraccin mediante agotamiento de la capa fretica

Este segundo sistema es notablemente ms complejo por afectar al funcionamiento de los caudales subterrneos y por tanto, por extender su influencia a reas adyacentes.El sistema est basado en una tecnologa muy utilizada en la construccin, comnmente conocido como mtodo wellpoint. Este consiste sencillamente en formar una pantalla de pozos con sus respectivas bombas, rodeando la zona a agotar, y manteniendo permanentemente el nivel de agua a la altura deseada.

Graveras

Las graveras son depsitos aluviales, procedentes del cua-ternario en su mayor parte, formados por paquetes de grava y arenas de diferentes espesores, situados generalmente en terrazas fluviales de mayor o menor antigedad y a travs de las cuales suelen discurrir los acuferos superiores, conectados hidrulicamente con cauces naturales en la mayor parte de los casos.

Diques transversales

Es un mtodo de explotacin utilizado en la extraccin de materiales de arrastre, que utiliza lo mnimo en recurso econmicos proporcionando una mejor produccin y manteniendo siempre la armona con el medio ambiente.Se han obtenido grandes beneficios de este mtodo de explotacin, por su economa y capacidad de produccin superior a otros mtodos conocidos para la extraccin del material de arrastre en el lecho y ribera de los ros.

Los principales beneficios del mtodo de explotacin por diques transversales son:Un incremento significativo en la produccin de material de arrastre depositados por el rio (gravas, cantos, y arena)Una reduccin sustancial en los costos para la extraccin del material .Mitigacin de los impactos ambientales producidos en el lecho y ribera del rio

Explotacin por Drsenas

El sistema de explotacin de material por piscinas transversales o drsenas, consiste en la extraccin de material, mediante la utilizacin de retroexcavadora sobre oruga;Para la conformacin de las piscinas, se localizar cada una de las playas, la orientacin (largo y ancho) se deduce determinando un alineamiento ortogonal a la direccin preferencial del flujo hidrulico, y para la constitucin del canal comunicador entre drsenas, se disea determinando un alineamiento paralelo a la direccin preferencial del flujo hidrulico.

Una vez orientadas las piscinas y el canal intercomunicador, se debe desarrollar la secuencia de extraccin del material que contiene la drsena, posicionando la retroexcavadora en la parte mas septentrional de las playas con frente de avance hacia la parte mas meridional de la misma siguiendo el orden de las piscinas (iniciando con la numeracin menor a la mayor as: D-1, D-2 hasta la D-22 y construyendo el canal en forma simultanea, realizando el avance