Universidad Rafael Landívar Facultad de Ingeniería Geología Sección: 1 Ing. Francisco Ordoñez

Reporte de Visita a Planta San Miguel

Eli Eduardo Castro Aceituno 1112101 Luis Eduardo Cancinos Mérida 1096312

José Damián Arévalo Teos 1051013 Andrés Gerardo Asturias de León 1286307

Guatemala 25 de Abril de 2015

Introducción En geología, una falla es una fractura en el terreno a lo largo de la cual hubo movimiento de uno de los lados respecto del otro. En este reporte se detalla lo observado el día 18 de Abril de 2015, en la visita llevada a cabo a la Planta San Miguel de Cementos Progreso. Se comentará acerca de los procesos que se llevaron a cabo para la formación de las fallas, así como también la forma de proyectarlas por medio de una Falsilla de Schmidt. La visita se llevó a cabo en la Finca San Miguel, Km. 45 Carretera al Atlántico, Sanarate, El Progreso, donde se encuentra la planta San Miguel de Cementos Progreso, comenzó a las 8:20 am. Durante las siguientes 4 horas se procedió a caminar y observar cómo se llevan a cabo distintos procedimientos dentro de la planta, tomar datos de distintas fallas para graficarlos con una falsilla de Schmidt y por ultimo observar cómo se lleva a cabo una voladura. El objetivo principal de esta visita, fue observar de primera mano lo que es una falla, y por medio de la Falsilla de Schmidt proyectarla y graficarla. En la geología, especialmente en la geología estructural y en la cristalografía, se necesitan un método para visualizar la orientación de los planos geológicos en diagramas. El problema principal es, que los planos cubren las tres dimensiones (orientación de un plano) y un papel tiene solamente dos dimensiones. Entonces se usan los proyecciones para reducir un objeto tridimensional a un gráfico (diagrama) de dos dimensiones Para eso se tomaron datos en un área de la Cantera de la Planta San Miguel. En esta planta se produce clinker y cemento desde 1974 y cal desde 1992. La capacidad actual de producción de clinker es aproximadamente 2 millones de toneladas al año, de cemento 3 millones al año y de cal es de 657,000 toneladas al año.

Fecha:18 de abril de 2015 Hora: 8:00 am

Ubicación: Finca San Miguel, Km. 45 Carretera al Atlántico, Sanarate, El Progreso.

Temperatura: 22º C

Producción de la planta: 1.94 millones de toneladas métricas / año Clinker, 2.93 millones de toneladas métricas /año cemento, 657 mil toneladas métricas/año cal.

Macro ubicación: Planta cercana a la ciudad de Guatemala (a 45 km de la misma), Instalaciones modernas y altamente tecnificadas,

Micro Ubicación: territorio amplio y tierras fértiles para la extracción de Clinker, cemento y cal, poseedora de un vivero de producción con capacidad de 1.3 millones de árboles al año y un sistema de aguas residuales, wetland, con el cual se reúsa el agua dentro de la planta.

Objetivos

Observar de manera directa la aplicación de la geología en la ingeniería, en el reconocimiento y descripción de fallas.

Utilizar la Falsilla de Schmidt para proyectar una falla. Reconocer los tipos de fallas y pliegues.

Fundamentos Teóricos ¿Qué es una Falla? En geología, una falla es una fractura en el terreno a lo largo de la cual hubo movimiento de uno de los lados respecto del otro. Las fallas se forman por esfuerzos tectónicos o gravitatorios actuantes en la corteza. La zona de ruptura tiene una superficie ampliamente bien definida denominada plano de falla, aunque puede hablarse de banda de falla cuando la fractura y la deformación asociada tienen una cierta anchura. Cuando las fallas alcanzan una profundidad en la que se sobrepasa el dominio de deformación frágil se transforman en bandas de cizalla, su equivalente en el dominio dúctil. El fallamiento (o formación de fallas) es uno de los procesos geológicos importantes durante la formación de montañas. Asimismo, los bordes de las placas tectónicas están formados por fallas de hasta miles de kilómetros de longitud.

Pliegues Geológicos Deformación de las capas geológicas, con forma ondulada. Los pliegues surgen como consecuencia de la presión tectónica en rocas plásticas que, en lugar de fracturarse, se pliegan. Un pliegue está constituido por el conjunto anticlinal y sinclinal. Los pliegues pueden ser derechos, inclinados o tumbados, en función del buzamiento (ángulo de máxima pendiente) de su plano axial, y presentan diversos grados de curvatura.

Variedades mecánicas Las capas de las rocas pueden doblarse en pliegues de dos maneras: como resultado de la flexión transversal y por medio de la flexión longitudinal. Flexión Transversal La capa se encorva bajo la acción de fuerzas aplicadas en dirección perpendicular al plano de la capa. Para que ésta se encorve deben existir pares de fuerzas. Los pliegues que surgen en este caso son pliegues originados por la flexión transversal. Los más característicos entre ellos surgen como resultado de la acción de fuerzas verticales aplicadas a las capas horizontales. Así, por ejemplo, el pliegue de flexión transver¬sal se firma en las capas que recubren el basamento cristalino, encima del bloque elevado y limitado por las fracturas. Las fuerzas que forman pares con las fuerzas dirigidas de abajo hacia arriba van al encuentro de estas últimas y están provocadas por la fuerza de gravedad, que sostiene a las capas en su nivel original fuera de los límites del bloque que se eleva. Flexión Longitudinal Surge bajo la acción de la fuerza de compresión de dirección paralela a las capas. Estas últimas, durante la compresión longitudinal, pierden su estabilidad y, en lugar de deformarse engrosando uniformemente, se encorvan. El papel de la estructura estratificada de las rocas durante las flexiones transversal y longitudinal no es el mismo. Durante la flexión transversal, incluso si no existen divisorios mecánicos determinados por la estratificación, la deformación terminará con la formación de un pliegue. Por ejemplo, si las capas están simplemente dibujadas en la pared lateral de una probeta plástica y, por lo tanto, no pueden jugar ningún papel mecánico, como resultado de la deformación las primeras resultarán encorvadas en un pliegue de flexión transversal. Durante la flexión longitudinal la estratificación juega un pa¬pel diferente en su principio: sin esta última de ninguna manera pueden formarse pliegues, ya que una de las condiciones obligatorias para su formación durante la flexión longitudinal es la posibilidad de resbalamiento entre las capas. Al encorvarse en pliegues paquetes de estratos divididos por superficies de resbala¬miento aliviado, toda capa resbala respecto a la subyacente, hacia la bóveda del anticlinal y respecto a la suprayacente, hacia el gancho del sinclinal. Debido al rozamiento, al encorvarse el paquete de estratos, toda capa en su interior se encuentra bajo la acción de un par de fuerzas, una de las cuales (en el techo de la capa) está dirigida hacia la bóveda del anticlinal, y la otra (en el, muro de la capa) hacia el gancho del sinclinal. Dicho par de fuerzas tiende a provocar en la capa una deformación de desplazamiento.

Falsilla De Schmidt Una falsilla es una Hoja de papel con líneas que se pone debajo de otra en blanco en la que se va a escribir para no torcer la escritura. En este caso la falsilla de Schmidt tiene el mismo principio, pero es una guía que ayuda a hacer proyecciones estereográfica que transfieren un objeto de tres dimensiones a una superficie de dos dimensiones (papel). Durante este proceso matemático se pierde información, Generalmente se conocen proyecciones, las cuales traspasan los ángulos correctos pero las distancias salen falso o distorsionado o proyecciones con las distancias correctas pero con los ángulos incorrectos. Además existe un gran número de proyecciones entre los dos extremos. Pero nunca ambos parámetros salen sin distorsión. El uso más común de proyecciones es por supuesto la topografía y la cartografía. Una carta es una proyección de la tierra redonda a un plano. Los cartógrafos se enfrentan con los mismos problemas ya mencionados: La carta aparece distorsionado por sus ángulos o por sus distancias, o se buscan proyecciones “intermedias” que cometen ambos errores pero en una forma disminuida.

Datos Obtenidos

Tabla No. 1 Datos obtenidos de las fallas analizadas.

No. Rumbo Norte

1 70º 190

2 63º 185

3 83º 197

4 77º 133

5 74º 145

6 49º 90

7 76º 3

8 81º 150

9 90º 120

10 86º 205

11 89º 175

12 89º 119

13 89º 135

14 88º 175

15 85º 180

16 89º 218

17 74º 145

18 78º 130

19 62º 150

20 71º 149

Falsillas Graficadas

Imagen No.1 Falsillas con las descripciones fallas

En las imágenes anteriores se encuentran las falsillas graficadas en base a los datos tomados en la cantera de San Miguel. Estas representaciones gráficas muestran la inclinación y orientación de las fallas. Esto sirve para los taludes en donde se toman en cuenta los niveles.

Así mismo, las falsillas se elaboran con el propósito de reconocer si existen problemas de estabilidad. Las fallas se pueden manejar buscando zonas de charnelas, esto para poder facilitar la extracción de materia prima. Un talud estable tiene como mínimo un ángulo de reparo de 55°. Las falsillas brindan una ayuda a la hora de tomar decisiones y es una forma bastante práctica de representar las fallas y los pliegues. En esta observación se encontraron varios ángulos casi verticales, lo cual indicaría una posible inestabilidad de los taludes. Es posible que la verticalidad de las mediciones de inclinación en fallas se haya debido a la inexperiencia al utilizar la brújula de brunton.

Documentación de la visita

La planta de San Miguel es actualmente la más grande que tiene el grupo Cementos Progreso. Anualmente se extraen más de tres millones de toneladas de materia prima y tiene una vida útil bastante prolongada.

Imagen No. 4 Excavadora extrayendo material

Imágenes No. 5 y 6 Maquinaria para la extracción de material

La maquinaria es un aspecto fundamental en la cantera. En este punto se puede observar una excavadora y un camión 771 el cual es el encargado de transportar la materia prima la cual puede ser arcilla que es una roca sedimentaria y el mármol que es una roca metamórfica. Esta se lleva hasta un punto en donde se tritura.

Imagen No. 5 Montículo de rocas macizas

Esta imagen muestra rocas bastante macizas, estas no son las más recomendables para la elaboración de cemento ya que al meterlas a la trituradora pueden existir problemas debido a su tamaño y resistencia.

Imagen No. 6 Falla en la cantera

En la cantera existió una falla en dirección de la componente del río Motagua. Esto provocó mucho fragmento de material lo cual fue aprovechado a pesar que se obtuvo como resultado una depresión.

Imagen No. 7 Punto de desarrollo de las prácticas

Este fue el lugar de la cantera en donde se tomaron los datos para luego representarlos en las falsillas mostradas anteriormente. Este lugar fue escogido debido a que existían diversos puntos para analizar.

Imágenes No. 8 y 9 Explosión utilizada para corte y extracción

Una vez terminadas las falsillas, se observó cómo se utilizan los explosivos para extraer materia prima en puntos donde los macizos son bastante resistentes. Esto es un procedimiento delicado ya que en caso de un accidente el ingeniero encargado puede enfrentar cargos severos. Por esto se debe efectuar un análisis conciso para determinar los puntos de fracturamiento y así poder colocar los explosivos para que no haya accidentes y se pueda aprovechar de mejor manera su uso.

Conclusiones

Mediante las falsillas se puede facilitar la determinación de la estabilidad de los taludes.

Con la visita se entendió y consolidó la aplicación de la falsilla de Wulff para entender las orientaciones e inclinaciones de las fallas observadas.

Para realizar las mediciones de inclinaciones y orientación de las fallas es necesaria la utilización de una brújula brunton, aunque también se puede utilizar una brújula convencional y un inclinómetro.

Al utilizar explosivos se deben de colocar en lugares sólidos para que no se vayan entre las fallas que existan en dicho punto.

Recomendaciones

Observar el área donde se colocan explosivos para así determinar sus características y las necesidades de estos, en lugar de utilizar una excavadora.

Conocer la zona aún no estudiada de la planta San Miguel para así realizar una exploración geológica inicial.

Implementar las siguientes medidas de seguridad y prevención respecto a las altas temperaturas del sitio y la exposición solar o Reglamentar el uso de bloqueador solar, hidratación, y gorra o

sombrero para evitar posibles insolaciones o quemaduras solares. o Recomendar la hidratación frecuente ya que así pueden evitarse

accidentes por insolación. o Realizar las mediciones de inclinación y orientación temprano en la

mañana, para evitar una mayor exposición solar.

Mostrar la aplicación del conocimiento de la orientación e inclinación de fallas en el corte de taludes.

Realizar una prepráctica de utilización de la brújula de brunton, para que así los estudiantes cuenten con más experiencia al medir las inclinaciones y orientaciones en el campo.

Bibliografía

Geología estructural [en línea]. Consultado en internet en:

http://www.ecured.cu/index.php/Pliegues_Geol%C3%B3gicos