DiseDiseo de Explotaciones de o de Explotaciones de CanteraCantera

Juan Herrera Juan Herrera HerbertHerbertNoviembre Noviembre 20072007

UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRIDESCUELA TCNICA SUPERIOR DE

INGENIEROS DE MINAS

DISEO DE EXPLOTACIONES DE CANTERA PARA RIDOS

1. INTRODUCCIN En el sector de los ridos se est asistiendo a un cambio muy notable, en el que se ha pasado sin solucin de continuidad de unas explotaciones casi totalmente anrquicas en sus formas y planteamientos y donde bastaba con unas simples autorizaciones para iniciar los trabajos, a un cmulo de exigencias tcnicas, de calidad, medioambientales, sociales, etc., que obligan al cumplimiento simultaneo de mltiples requisitos en el planteamiento y el desarrollo de un proyecto. Adems, las diferentes Administraciones sienten la necesidad de contar con los informes favorables de un amplio nmero de Asociaciones, cuya oposicin, muchas veces, no tiene gran justificacin o solidez tcnica, adems de imponer el requisito de integrar las labores extractivas dentro de la poltica de ordenacin del territorio para un terico uso ms racional de ste. Hasta hace relativamente poco tiempo, los ridos se consideraban como un recurso mineral y de escaso valor, razn por la cual las compaas mineras tradicionales no invertan en este sector. Sin embargo, la acelerada demanda de productos de cantera y las mltiples limitaciones, fundamentalmente de tipo ambiental, para la apertura de nuevas graveras y canteras, han hecho que estos materiales hayan pasado a tener un carcter agotable y, consecuentemente, a revalorizarse. Por otro lado, las especificaciones de los productos son cada vez mayores y ms difciles de cumplir de forma natural por los propios yacimientos, con lo que se acude a cubrir este dficit en las plantas de tratamiento con sistemas que van incrementando su sofisticacin. Las exigencias tcnicas generales de la explotacin se estn viendo fuertemente incrementadas y existe una fuerte implantacin de criterios de calidad de los productos y de garanta del cumplimiento de sus caractersticas y propiedades. En muchos pases, y Espaa no es una excepcin, se est evidenciando la presencia de las corporaciones mineras internacionales en el sector de los

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ridos. Son muchas las similitudes que existen entre ambos tipos de empresas, la tecnologa de explotacin es parecida, la legislacin minero ambiental tambin y la rentabilidad de las inversiones es del mismo orden de magnitud. Pero sobre todo, es de la mano de estas corporaciones que se est viendo la implantacin del desarrollo minero sostenible y, a partir de estas polticas, la introduccin de recientes desarrollos tecnolgicos y criterios de produccin limpia. No obstante, todava existen diferencias apreciables como son: el tamao ms reducido de las explotaciones de ridos, las menores inversiones iniciales y el menor riesgo si se comparan con otros sectores de la minera, al margen del carcter todava reducido fundamentalmente a mbitos locales de los mercados de este tipo de productos, a pesar de su carcter crecientemente regional e internacional.

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En Espaa el sector de las canteras de ridos est sometido a fuertes presiones por parte de los organismos ambientales de las Administraciones Pblicas derivadas, en muchos casos, de la falta de actuaciones de los explotadores en restauracin de terrenos y por la ausencia de proyectos mineros y planificaciones bien elaboradas y ejecutadas. 2. LOCALIZACIN DE YACIMIENTOS Los datos geolgicos y medioambientales son la base de la realizacin de estudios previos e inventarios de ridos. Estos inventarios consisten bsicamente en definir las explotaciones potenciales de ridos en las proximidades de las zonas de demanda: grandes ciudades, grandes estructuras lineales (ferrocarriles, carreteras, etc). Se tendrn en cuenta los espacios protegidos por razones ecolgicas, vas de comunicacin, suelo urbanizable, agrcola, impacto visual, etc. Todo ello debe hacerse tomando en consideracin la demanda de ridos previsible en cantidad y calidad, as como las caractersticas geolgicas, geotcnicas y tecnolgicas de los ridos de las zonas seleccionadas. Un buen inventario contemplar la posicin del nivel fretico respecto de la futura explotacin, as como los planes de restauracin de las explotaciones para su integracin despus del abandono.

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Los trabajos de aproximacin previa a un yacimiento de ridos naturales deben permitir definir:

Parmetros geomtricos Parmetros hidrogeolgicos Parmetros de material extrable Parmetros ambientales

Parmetros geomtricos:

Los yacimientos explotables para fabricacin de ridos de machaqueo estn condicionados por un modelo geolgico y estructural, por lo que los estudios de seleccin de zonas deben comenzar siempre por el estudio y desarrollo de un mapa geolgico estructural. Una vez establecido un mnimo de calidad, homogeneidad y continuidad en la formacin geolgica susceptible de ser canterable, se proceder a un estudio fotogeolgico que permita definir con mayor detalle los puntos o zonas de afloramiento, el buzamiento o inclinacin del cuerpo rocoso, los lmites por accidentes estructurales (fallas, cabalgamientos) o sus lmites en relacin con los cambios laterales de facies. El modelo geolgico del yacimiento, que incluya con precisin suficiente toda la informacin sobre la forma y dimensiones en el espacio del cuerpo rocoso, es el elemento clave a la hora de establecer el mtodo de explotacin. En zonas ridas y cobertura vegetal poco desarrollada, muchas veces puede ser suficiente con un reconocimiento geolgico detallado para llegar a establecer las caractersticas del modelo con muy pocos reconocimientos complementarios (geofsica y sondeos, o incluso sin ellos), establecer el volumen explotable, la densidad de fracturacin o diaclasado natural del material, familias de orientaciones preferentes de debilidad del macizo rocoso, comportamiento mecnico de las discontinuidades y fracturas (rozamiento, neoformacin de minerales arcillosos, fracturas selladas, etc.). En otros casos, cuando la cobertera vegetal no permite realizar observaciones, los reconocimientos mediante tcnicas geofsicas y de sondeos se hacen imprescindibles para definir los parmetros geomtricos.

Parmetros hidrogeolgicos:

Tienen como finalidad establecer la posicin del nivel fretico de la futura explotacin que se configura como uno de los condicionantes de la

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explotacin, ya que mantener un bombeo permanente de la cantera puede significar un aumento extraordinario de los costes de operacin.

Parmetros del material extrable:

Constituyen el aspecto ms determinante sobre el mayor o menor inters que puede tener un yacimiento de cara a su explotabilidad para fabricacin de ridos en referencia a la calidad del material vendible, dado los requerimientos de calidad. Las propiedades y el comportamiento de muchos materiales elaborados con ridos, como el hormign o las mezclas bituminosas, dependen tanto de las proporciones en que entran a formar parte sus componentes, como de las propiedades individuales de cada uno de ellos. Solamente mediante el conocimiento y valoracin de las propiedades de estos materiales a travs de los oportunos ensayos y anlisis, es posible proyectar de manera adecuada un hormign o una mezcla bituminosa, cuantificar las propiedades de los ridos para atender la correcta dosificacin en cada caso y anticipar su futuro comportamiento. Las caractersticas de los ridos dependen tanto de las propiedades intrnsecas del propio rido (composicin mineralgica, grado de alteracin, textura, forma, tamao de grano, naturaleza del cemento de la roca, porosidad, permeabilidad, absorcin y retencin de agua, tamao y presencia de discontinuidades, etc.), como de su proceso de fabricacin (granulometra, forma, limpieza del producto, etc.). Las propiedades de los ridos que hay que considerar para estimar su calidad para las diferentes aplicaciones son, bsicamente, las siguientes:

Naturaleza petrolgica, con objeto de determinar las caractersticas mineralgico texturales que establecen tanto las propiedades geomecnicas y de durabilidad del rido (por ejemplo, adherencia o adhesividad al ligante). La composicin mineralgica tambin se centra en el estudio de porcentajes de minerales estables, de minerales lbiles, de minerales oxidables, reactivos, hidratables, etc.

Texturas superficiales por su influencia en el rozamiento interno

y en la resistencia al pulimento del rido, tamao y forma del grano o cristal, porosidad y tamao de poro.

Densidad de conjunto: funcin de la mineraloga y porosidad.

Propiedades mecnicas: mdulos elsticos de conjunto, funcin

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de mdulos elsticos de los minerales y de los poros presentes.

Resistencia a la compresin, choque y atricin para valorar su calidad mecnica.

Compacidad, por su influencia en la absorcin de agua y de

ligante.

Actividad superficial de las partculas respecto al ligante y al agua.

La mineraloga es un factor determinante, aunque difcilmente cuantificable. As, las propiedades de estabilidad qumica, gravimtricas, elctricas, espectrales, magnticas, elsticas, dureza superficial de las rocas, dependen de la composicin mineralgica, de los poros y del fluido (aire, agua, agua salada, etc.), que rellena los poros, as como del tamao y distribucin de los mismos que permite o impide la accesibilidad de los fluidos del medio de trabajo a la roca. Los tests de aptitud para un determinado tipo de uso dependern de las condiciones mecnicas a las que se someta el material, del ambiente fsico qumico creado por el aglomerante y de las condiciones climticas o, en general, ambientales en las que se ponga el material. Por lo tanto, los estudios mineralgicos de detalle (Rayos X) y los estudios petrogrfic