“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMÁTICO”

TEMA : A. Métodos de explotación. 1. Canteras. 2. Graveras.

B. Métodos de tratamiento. 1. Gaveras. 2. Canteras.

C. Propiedades. D. Aplicaciones. E .Problemas en el medio ambiente.

DOCENTE : Ing. Daniel Alva Huamán.

ALUMNOS : Huado Espinoza Roxana.

Agreda Ajen Daniel.

Gutierrez Chingay Ricardo.

Quito Cotrina, Segundo Manuel.

CARRERA : Ing. Minas.

CICLO : VI

AÑO : 2014

INDICE

I. Introducción.II. Objetivos.III. Marco teórico.IV. Contenido.

A. Métodos de explotación.1. Canteras.2. Graveras.

B. Métodos de tratamiento.1. Gaveras.2. Canteras.

C. Propiedades. D. Aplicaciones. E. Problemas en el medio ambiente.

V. Conclusiones.VI. Bibliografía.

INTRODUCCION

Las graveras son depósitos aluviales, procedentes del cuaternario en su mayor parte, formados por paquetes de grava y arenas de diferentes espesores, situados generalmente en terrazas fluviales de mayor o menor antigüedad y a través de las cuales suelen discurrir los acuíferos superiores, conectados hidráulicamente con cauces naturales en la mayor parte de los casos. El agua, es un elemento que aparece muy activamente en todo el proceso de fabricación de áridos de una gravera. Convendría distinguir entre las graveras que se explotan bajo el nivel freático, donde la presencia del agua es constante y determinante, de aquellas en que no se alcanza este nivel, y por tanto la explotación se realiza en seco.

La explotación de canteras comprende una parte importante de la minería que se realiza a cielo abierto en el mundo con el objetivo de aportar los materiales de construcción que se extraen. Estas canteras abarcan la extracción de áridos de construcción y rocas ornamentales.Este tipo de minería se caracteriza por la creación de un fuerte impacto al medio debido a que en la mayoría de las empresas no prestan la debida atención a dicha actividad. De aquí la necesidad de conocer los diferentes aspectos necesarios para la correcta explotación de una cantera.

OBJETIVOS

Conocer cómo ha evolucionado el concepto de cantera y graveras

Saber que son los áridos, como se clasifican y su importancia en nuestras vidas.

Conocer las propiedades y características, así como las ventajas e inconveniente de método de extracción en cantera y graveras.

Evitar la contaminación en el medio ambiente.

CONCEPTO DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS, DEFINICIONES Y CARACTERÍSTICAS

CONCEPCION ANTIGUA Y TRADICIONAL DE LA CANTERA

Hasta hace relativamente pocos años, las explotaciones de canteras fueron explotaciones de escaso interés se consideraba que daban materiales de muy escaso valor económico, de los que había una enorme abundancia de yacimientos en todas partes, había pocos problemas de agotamiento de estos yacimientos y se exigían unos criterios de selección del material muy elemental

Tenían un tamaño pequeño, una escasa tonificación y baja producción.

Tradicionalmente contaba con uno o dos bancos únicos de gran altura.

Eran anárquicas en sus formas y planteamiento.

Estaban destinadas a suministrar materiales abundantes de origen mineral y de escaso valor económico.

Explotaban un yacimiento en el que existían pocos problemas de reservas, agotamiento o de selección del material por haber suficientes recursos a escala global o local.

El yacimiento tenía una calidad natural adecuada para las exigencias del mercado.

DEFINICION ACTUAL DEL CONCEPTO DE CANTERAS

Como se ha indicado al principio, hasta hace relativamente poco tiempo los áridos se consideraban como un recurso mineral y de escaso valor, razón por la cual las compañías mineras tradicionales no invertían en este sector. Sin embargo, la acelerada demanda de productos de cantera y las múltiples limitaciones, fundamentalmente de tipo ambiental para la apertura de nuevas graveras y canteras, han hecho que estos materiales hayan pasado a tener un carácter agotable y consecuentemente a revalorizarse.

Por otro lado, las especificaciones de los productos de cantera para materiales de construcción o en su caso de minerales industriales, son cada vez más mayores y más difíciles de cumplir de forma natural por los propios yacimientos, con los que se acude a cubrir este déficit en las plantas de tratamiento con sistemas que van incrementando su sofisticación. Las exigencias técnicas generales de la explotación se están viendo fuertemente incrementada y existe una fuerte

implantación de criterios de calidad de los productos y de garantía del cumplimiento de sus características y propiedades. Muchos países, y España no es una excepción, se está evidenciando la presencia de las corporaciones mineras internacionales en el sector de los áridos.

En el sector de la roca ornamental, se ha observado como la pujanza europea ha basado su internacionalización y crecimiento precisamente en la tecnificación y el mayor valor añadido obtenido a partir de los desarrollos tecnológicos y de calidad.

La tecnología de explotación es parecida, la legislación minera – ambiental también y rentabilidad de las inversiones es del mismo orden de magnitud. Pero sobre todo es de la mano de las corporaciones que operan de forma global que se está viendo la implantación del desarrollo minero sostenible y a partir de estas políticas.

No obstante comparando los sectores de las canteras con otros ámbitos de la minería todavía existen diferencias apreciables como son el tamaño más reducido de las explotaciones, las menores inversiones iniciales y el menor riesgo al margen del carácter todavía reducido fundamentalmente a ámbitos locales de los mercados de este tipo de productos a pesar de su carácter crecientemente regional e internacional.

CONCLUSIÓN

CANTERA: Es el término genérico que se utiliza para referirse a las explotaciones de rocas industriales, ornamentales y de materiales de construcción. Constituyen, con mucho, el sector más importante en cuanto a número, ya que desde muy antiguo se han venido explotando para la extracción y abastecimiento de materias primas con uso final en la construcción y en obras de infraestructura.

CLASIFICACION DE LOS TIPOS DE EXPLOTACIONES DE CANTERA

En líneas con lo que se ha comentado en el apartado anterior, haciendo una clasificación muy elemental del conjunto de explotaciones de cantera, esta permitiría distinguir:

Las canteras de árido (zahorras, rellenos, escolleras, asfaltos, hormigón, etc.) incluyendo también en este grupo a las graveras.

Las canteras de rocas ornamentales (pizarras, granitos, mármoles, etc.) Las canteras de rocas y minerales industriales (cemento, ladrillera,

cerámica y vidrio, etc.)

TIPOLOGIA DE LAS EXPLOTACIONES

Se reserva el término cantera a aquellas explotaciones donde los materiales beneficiados se extraen de un macizo rocoso, generalmente competente.

Canteras en terrenos horizontales. Canteras en laderas. “Superquarries ” (supercanteras). Canteras subterráneas.

1. CANTERAS EN TERRENOS HORIZONTALES

Las labores se inician en trinchera, hasta alcanzar la profundidad del primer nivel, ensanchándose a continuación el hueco creado y compaginando este avance lateral con la profundización, compensándose distancia de acarreo.

Inconvenientes:

Fundamentalmente la necesidad de efectuar el transporte de materiales contra pendiente.

Mayores costes en el dimensionamiento adecuado de los sistemas de drenaje y bombeo para mantener seca la explotación

Una mayor aceptación del proyecto por parte del entorno socio-económico, como consecuencia de un mejor control medioambiental del proyecto y un mucho menor impacto visual.

Ventajas

Una vez excavado un hueco con las suficientes dimensiones es posible instalar la planta de tratamiento dentro del mismo consiguiéndose un menor impacto y una menor ocupación de terreno.

Permite proyectar la pista general de transporte en una posición que no tenga que moverse con mucho tiempo.

Permite la instalación de un sistema de cintas transportadoras.

2. CANTERAS EN LADERA

Estas explotaciones son las más numerosas y se caracterizan por un gran número de bancos, aunque hasta hace pocos años la tendencia era trabajar con pocos bancos muy altos

Según la dirección en la que se realicen los trabajos de excavación, pueden distinguirse las siguientes alternativas:

Avance frontal y frente de trabajo de altura creciente: Es la alternativa más frecuente por la facilidad de apertura de las

canteras y a la mínima distancia de transporte inicial hasta la planta de tratamiento.

El frente de trabajo está siempre activo, salvo en alguna pequeña zona.

El frente es progresivamente más alto, por lo que es inviable proceder a la restauración de los taludes hasta que no finalice la explotación.

Excavación descendente y abandono del talud final en bancos altos: Permite iniciar la restauración con antelación y desde los bancos

superiores hasta los de menor cota. Requiere una definición previa del talud final y consecuentemente un

proyecto a largo plazo. Exigen constituir toda la infraestructura viaria para acceder a los

niveles superiores desde el principio y obliga a una mayor distancia de transporte en los primeros años de la cantera.

Avance lateral y abandono del talud final: Se puede llevar a cabo cuando la cantera tiene un desarrollo

transversal reducido, profundizándose poco en la ladera, pero con un avance lateral amplio.

Permite recuperar taludes finales una vez excavado el hueco inicial, así como efectuar rellenos parciales.}permite mantener de forma constante la distancia de transporte siempre que la instalación se encuentre en el centro de la corriente de la cantera.

Excavación troncocónica con pérdida de macizo de protección.

3. CANTERAS SUBTERRÁNEAS

Este tipo de explotaciones se constituyen en una alternativa, a pesar de su mayor coste, excelentes alternativas cuando aparecen restricciones de tipo geológico, económico y/o ambiental. Solo en casos especiales.

Escases de recursos geológicos

El estéril de recubrimiento del yacimiento crece Existencia de importantes restricciones ambientales.

En el umbral económico de viabilidad debe considerarse el posible beneficio derivado del aprovechamiento de los huecos subterráneo.

MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN EN CANTERAS

Depende de la morfología, potencia e inclinación, características geométricas de hastiales y más explotable, costes de arranque, infraestructura, característica de la roca, etc.

Es frecuente la utilización del método de cámaras y pilares gracias a las buenas características geomecánicas de las formaciones que en general se usan para la trituración y obtención de áridos.

Equipos mineros siendo en muchos casos muy similares a los de superficie fundamentalmente debido a las ventajas de la estandarización de repuesto con otras canteras a cielo abierto, proporcionalmente un menor coste de inversión mayor experiencia.

Accesos a la cantera, que son fundamentalmente mediante túneles o rampas. Los pozos prácticamente no se utilizan por su alto coste de inversión y de desarrollo, aunque existen algunos casos conocidos con este último tipo de.

Técnicas de sostenimiento (colocación de bulones, cables de anclaje, pletinas bulonadas, gunitado, etc.) dependen de las características de la roca y del adecuado dimensionamiento de los pilares. Suponen un coste adicional que, en muchos casos es muy importante.

Ventilación que en algunos casos es natural, debe estar adecuadamente dimensionada para la rápida evacuación de humos y gases generados por el funcionamiento de los equipos mecánicos y de voladuras.

Usos futuros del espacio subterráneo creado, que puede compensar unos costes de explotación superiores y completar los proyectos mineros con usos más racionales. Generalmente, las cavidades abiertas presentan como características más significativas una temperatura prácticamente constante a lo largo de todo el año, una localización próxima o bajo áreas densamente pobladas y con un valor económico del suelo considerablemente alto, un reducido caudal de aguas subterráneas cuando los macizos poseen discontinuidades, etc. Por ello, muchas canteras subterráneas están siendo aprovechadas con finalidades tan diversas como el almacenamiento de sustancias peligrosas, la construcción de aparcamientos, talleres, almacenes, oficinas, etc.

4. SUPERCANTERAS (SUPERQUARRIES)

Tienen su origen en la estrategia de algunas compañías de áridos en reducir costes y evitar los inconvenientes de la tramitación de apertura de nuevas explotaciones.

Su fundamento se asienta en los siguientes principios básicos:

Localización de un yacimiento suficientemente grande y con materiales de la adecuada calidad.

Entorno natural de baja calidad para originar al menor impacto ambiental. Ritmo de producción de entre 5 a 20 Mt/año para aprovechar los efectos de

las economías de escala en los costes de operaciones. Proximidad a vías de comunicación terrestre o marítima. Inversión especifica de entre 5 y 8 Euros/t de capacidad año. Mayor eficiencia y control de las operaciones que se traducen en altos

rendimiento. Utilización del método de “corta” con arranque por perforación y voladura,

trituración dentro de la misma corta con equipos móviles y semimoviles y extracción por banda transportadora a través de túneles hasta la planta.

Obliga al abandono de reserva y a la realización de labores subterráneas pero permite un menor impacto ambiental.

Las profundidades llegan a superar los 200 m por lo que es posible plantear dos secuencia de avance:

La primera consiste en explotar desde los bancos más altos a los más bajos, pero cada vez un nivel en toda su extensión y llevándolo hasta la situación del talud final.

La segunda consiste en configurar varios bancos con vistas a aprovechar el descenso por gravedad y reducir el número de pistas a construir y conservación de la misma

1. CONCEPTO DE ÁRIDOS

Para hacerse una idea de la importancia que tiene el consumo de esta materia prima, baste decir que un kilómetro de autopista necesita 25.000 toneladas de áridos, un metro cúbico de hormigón 2 toneladas, o un kilómetro de doble vía de ferrocarril unas 10.000 toneladas. Por ello, estos materiales son el recurso mineral más utilizado por el ser humano, dejando al margen el agua. Una persona, en un país desarrollado, puede llegar a consumir, a lo largo de su vida, más de 500 toneladas de este materia prima.

Existen numerosas definiciones del concepto de áridos ("aggregates" en la terminología inglesa), en función de la fuente a la que se acuda: La Asociación Europea de Áridos (UEPG) define el término como "material granular utilizado en la construcción", la Asociación Nacional Española de Fabricantes de Áridos (ANEFA) añade, a la definición anterior, que también se emplean en "diversas aplicaciones industriales".

Así, López Jimeno (1994) establece que áridos son "los materiales minerales, sólidos inertes, que con las granulometrías adecuadas se utilizan para la fabricación de productos artificiales resistentes, mediante su mezcla íntima con materiales aglomerantes de activación hidráulica (cales, cementos, etc.) o con ligantes bituminosos" y el Instituto Geológico Minero de España (IGME), en la publicación Panorama Minero, define los áridos como "una serie de rocas que, tras un proceso de tratamiento industrial (simple clasificación por tamaños en el caso de los áridos naturales, o trituración, molienda y clasificación en el caso de los áridos de machaqueo), se emplean en la industria de la construcción en múltiples aplicaciones, que van desde la elaboración, junto con un material ligantes, de hormigones, morteros y aglomerados asfálticos, hasta la construcción de bases y subbases para carreteras, balasto y subbalasto para las vías de ferrocarril, o escolleras para la defensa y construcción de puertos marítimos".

TIPOS DE ÁRIDOS

Los áridos se clasifican en tres grandes grupos según sea su origen y cuya definición conforme a la normativa UNE es la siguiente:

Áridos naturales : Árido de origen mineral que únicamente ha sido sometido a procesos mecánicos. A menudo se utiliza este término para designar áridos producidos sin intervención de proceso de trituración, simplemente mediante cernido o lavado.

Áridos artificiales: Árido de origen mineral resultante de un proceso industrial que suponga modificación térmica u otra.

Áridos reciclados: Árido resultante del tratamiento de material inorgánico previamente utilizado en la construcción.

Los naturales se subdividen a su vez, en dos grandes grupos: granulares y de machaqueo, cuya diferencia principal es la concurrencia de un proceso de trituración. De esta forma, los granulares provienen de la extracción y clasificación de materiales sueltos y se obtienen en graveras localizadas en terrazas de río, llanuras aluviales y otros depósitos Terciarios y Cuaternarios. Los áridos naturales de machaqueo, provienen de la extracción, trituración y clasificación de macizos de roca (en canteras) aunque también pueden ser producto de la trituración de las fracciones más gruesas de áridos granulares.

Los áridos artificiales se obtienen como subproductos de procesos industriales, como son los estériles mineros, cenizas del carbón, etc., Los áridos reciclados del machaqueo y clasificación de residuos de demolición de edificios, pavimentos y otros. El uso de estos dos tipos de materiales es poco frecuente y forman un porcentaje muy pequeño dentro del volumen total de áridos utilizados en la construcción.

GRAVERAS

Las graveras son depósitos aluviales, procedentes del cuaternario en su mayor parte, formados por paquetes de grava y arenas de diferentes espesores, situados generalmente en terrazas fluviales de mayor o menor antigüedad y a través de las cuales suelen discurrir los acuíferos superiores, conectados hidráulicamente con cauces naturales en la mayor parte de los casos.

El agua, es un elemento que aparece muy activamente en todo el proceso de fabricación de áridos de una gravera.

Convendría distinguir entre las graveras que se explotan bajo el nivel freático, donde la presencia del agua es constante y determinante, de aquellas en que no se alcanza este nivel, y por tanto la explotación se realiza en seco.

GRAVERAS SECAS

Consiste en excavaciones tridimensionales hasta alcanzar el fondo previsto o lecho del depósito de gravas y arenas. Estas explotaciones se localizan en las terrazas altas de los depósitos fluviales y se trabaja siempre por encima del nivel del rio o en su caso, del nivel freático.

Según la profundidad el avance se realiza con un frente único o escalonado en varios bancos.

La maquinaria empleada es típica de cualquier explotación a cielo abierto, siendo lo habitual las retroexcavadoras o las palas cargadoras sobre ruedas, ya que son máquinas que presentan la ventaja de un mayor accesibilidad visual de los materiales que se extraen y unas mejores condiciones de trabajo de los equipos mineros.

GRAVERAS CON EXPLOTACION BAJO LAMINA DE AGUA

En esta explotación el nivel freático se encuentra muy próximo a la superficie o a una cierta profundidad cuando el paquete productivo es de gran potencia. Por ello la extracción se realiza total o parcialmente bajo el agua.

En la mayoría de los casos se lleva un solo banco con una altura igual a la de la profundidad del hueco inundado. Solo cuando la parte alta del depósito se encuentra seca la extracción se hace con un método mixto. Pudiendo emplearse equipo distinto en cada zona. Los más comunes son dragalinas, cucharas en cada arrastre y retroexcavadoras.

El principal inconveniente está en la falta de visión sobre los materiales que se extraen y consecuentemente las pérdidas o la contaminación de estos materiales por arcilla o limos. Este método presupone que prácticamente todos los terrenos afectados van a ser abandonados como lagunas llegándose a rellenar parcialmente algunas zonas.

GRAVERAS CON REBAJAMIENTO DEL NIVEL FREATICO

El método se basa en la depresión del nivel freático mediante:

Conjunto de pozos de bombeo perimetrales al área de explotación Red de zanjas excavadas por debajo del nivel de extracción Pantallas de impermeabilización.

En cualquier caso, requiere disponer y mantener un equipo permanente de bombas para mantener el nivel de agua a la altura deseada.

La cantidad de agua que es preciso bombear puede llegar a ser notable debido a la alta conductividad hidráulica y radios de influencia de varios cientos de miles de metros.

Ventajas

Entre las ventajas de este tipo de explotación se encuentran:

Mejores condiciones de trabajo de los equipos convencionales de extracción al estar el material drenado.

Mayor precisión en la extracción al poderse ver el contacto entre materiales de diferente características.

Mejor aprovechamiento del depósito al poderse observar el fondo del yacimiento.

Inconvenientes

Entre los inconvenientes de este tipo de graveras se encuentran:

La inversión en equipo de bombeos y red de captación de agua, zanjas y pozos

El coste de extracción del agua durante la operación. Los problemas de vertido y de control de un gran caudal de agua a un

cauce próximo o a huecos excavados anteriormente que pueden requerir un tratamiento de las aguas

YACIMIENTOS EN MATERIALES SUELTOS GRAVERAS.

Dentro de este apartado de áridos sedimentarios, se incluyen los áridos de río y las canteras de materiales sueltos alejadas de los cauces. Tanto unos como otros se pueden incluir en los siguientes ambientes sedimentarios:

Abanicos aluviales : Son depósitos de arena y grava que suelen presentar una cohesión elevada debido a que también tienen un contenido en materiales finos alto. Son utilizables para la fabricación de áridos de calidad, mediante lavado que separe la fracción arcillosa. Pueden ocupar grandes extensiones (de orden comarcal). Un ejemplo de estos depósitos es la Formación Roja, perteneciente al Pliocuaternario de la Cuenca del Guadalquivir y sobre la que se han desarrollado multitud de explotaciones.

Depósitos fluviales de tipo “braided” o trenzado : Se forman por cursos continuos de agua con pendientes moderadas y un lecho de inundación recorrido por un complejo sistema de canales fluviales. Forman yacimientos de áridos extensos y poco profundos, con materiales bien clasificados, con pocos finos. Ejemplos de este tipo de depósitos son las terrazas y las rañas, las primeras forman excelentes yacimientos de arena y grava mientras que en las rañas el contenido de arcilla es mayor, de forma que requieren un lavado más intenso y tienen menor rendimiento.

Depósitos de ríos meandriformes : Son llanuras de inundación limosas-arenosas, localizadas en las márgenes de sedimentación del meandro. Pueden ser muy extensas y suelen formar buenos yacimientos de arena y grava.

Depósitos eólicos : Son depósitos de arena fina muy bien seleccionados, que pueden formar depósitos extensos y potentes. Su campo de utilización es reducido debido a su estrecho huso granulométrico y se suelen aportar como complemento de otros áridos más gruesos en la fabricación de hormigones.

Eluviales y coluviales: Los primeros son materiales alterados in situ o con muy poco transporte y los segundos depósitos gravitacionales igualmente poco transportados que aparecen recubriendo laderas. Normalmente están muy pobremente clasificados, incluyendo abundante fracción fina, cantos de gran tamaño y es frecuente que tengan contenidos en materia orgánica elevados.

Por todas estas razones no constituyen yacimientos para áridos de buena calidad y se suelen utilizar para rellenos y otros usos de prescripciones técnicas menos exigentes, no obstante, su uso es importante en zonas donde no se dispone de otros tipos de yacimientos. Cabe mencionar en particular los yacimientos de jabre (perfil de alteración de granito), que forman depósitos arenosos de algunos metros de espesor.

Otros depósitos : Existen otros tipos de depósitos cuya explotación es menos habitual, bien por ser más difícil y costosa, como en el caso de antiguas plataformas costeras y cordones litorales actualmente sumergidos, o bien por ser materiales poco seleccionados, como las morrenas glaciares, depósitos glacio fluviales y brechas de falla y que si se comparan con otros tipos de depósito, tienen menor rendimiento.

METODOS DE EXPLOTACION EN GRAVERAS

En esta fase de la operación, nos encontramos con el problema de que parte de la materia prima, (zahorras naturales), se encuentra ubicada bajo el nivel freático, lo cual afecta tanto a la falta de visibilidad del proceso, como al sistema a utilizar para realizarlo.

Para resolverlo existen dos tecnologías básicamente diferentes. La primera y la más habitual, consiste en la extracción mediante máquinas que draguen de alguna forma los materiales depositados en el lecho. La segunda consiste en reducir el nivel freático, hasta que se haga visible el muro de gravas, y proceder a la extracción convencional de material seco, como si de una cantera se tratara

1. EXTRACCION MEDIANTE DRAGADO

El sistema es fácil de imaginar, una máquina provista de un cazo, cuchara o cangilón, 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.

Existen varios tipos de máquinas para este trabajo.

La dragalina: Es la más corriente, es una máquina provista de una gran pluma que a través de cables lanza una cuchara al agua para extraer mediante arrastre los materiales del fondo.

La retroexcavadora : Es otra máquina habitual, pero muy limitada por el alcance de su brazo.

Los scrapers : Basados en la concepción de la dragalina, pero con un punto de sustentación en el otro extremo del lago a dragar, realizando la extracción también mediante arrastre.

Las dragas flotantes : Mediante un sistema de cangilones, en algunos casos mediante succión por bombeo, apoyados en una balsa flotante, hacen la extracción de los materiales que yacen en el fondo.

Entre los inconvenientes podríamos distinguir:

Es más costoso, requiere una mayor inversión en maquinaria más cara.

Imprecisión en la extracción por falta de visibilidad. Requiere personal más experto, Inseguridad sobre el agotamiento del fondo del yacimiento. Falta de calidad en el producto extraído, igualmente por la falta de

visibilidad Riesgo de hundimiento de las máquinas en las zonas lagunosas, con

el consiguiente peligro para los que las utilizan, etc.

2. EXTRACCION MEDIANTE AGOTAMIENTO DE LA CAPA FREATICA.

Este segundo sistema es notablemente más complejo por afectar al funcionamiento de los caudales subterráneos y por tanto, por extender su influencia a áreas adyacentes.

El sistema está basado en una tecnología muy utilizada en la construcción, comúnmente conocido como método «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.

Sobre esta idea básica existen diferentes variantes, como puede ser mediante un sistema de zanjas, bombeando a partir de ellas; otro puede ser creando una pantalla impermeable para luego desecar en su interior, etc.

El más simple y sencillo consiste en crear una red de zanjas que rodeen la zona de trabajo, profundizando con ellas lo máximo posible en cada etapa. Sería ideal llegar con la zanja hasta el lecho en el que se apoyan las gravas, fundamentalmente si éste es impermeable como ocurre en la mayoría de los casos.

Si esto no es posible, en una primera etapa profundizaremos la zanja hasta el alcance máximo de nuestra máquina. Seguidamente procederemos a bombear desde el punto más bajo de la red de zanjas, hasta comprobar que no existen flujos apreciables desde la zona rodeada hacia la zanja.

A continuación procedemos a la extracción en seco de la parte desecada hasta alcanzar el nivel de la zanja.

Sin dejar de bombear, comenzamos la siguiente fase con un nuevo zanjeo, colocando las bombas en el nuevo nivel, rebajamos la cota de agua hasta el fondo de la nueva zanja y continuamos el ciclo hasta llegar al techo del yacimiento.

No obstante, este sistema es complejo como decíamos antes, en cuanto a la influencia que puede ejercer en el acuífero correspondiente, y el comportamiento hidrodinámico del mismo. Sin olvidar las variaciones que puede provocar en los niveles más cercanos afectados, como puede ser la existencia de pozos, vegetación, etc. Normalmente los radios de influencia para acuíferos libres suelen oscilar entre los 1 OOy500 m.; tratándose de cautivos puede aumentar esta distancia a los 3.000 m. En consecuencia, según el sistema utilizado y las circunstancias particulares, habría que hacer un estudio de la zona de influencia del acuífero y sus posibles repercusiones.

MÉTODOS DE TRATAMIENTOLos materiales extraídos de canteras y graveras no tienen el tamaño y forma necesarios para los usos que se da a los áridos en la construcción, por lo que se precisa reducción de tamaño y clasificación por granulometrías. Para esto se emplean equipos de trituración, molienda y clasificación de diferente tipo según la roca a tratar y los productos que se quieran obtener.

La diferencia entre trituración y molienda estriba en que mientras la primera atiende a la reducción del material a tamaños de grano arena y superiores, la molienda se refiere a tamaños de grano arena e inferiores.

En cuanto a la clasificación, para la separación de tamaños de grano gruesos se utiliza la clasificación por vía seca y para los tamaños más finos la vía húmeda (el lavado).

En los siguientes epígrafes se exponen en detalle las características y utilidades de los diferentes métodos de trituración, molienda y clasificación.

TRITURACIÓN Y MOLIENDA

Conduce a la reducción del tamaño de las partículas mediante procesos de compresión, abrasión, impacto o cizallamiento.

Esta reducción de tamaño responde a unas leyes de la distribución granulométrica:

Es imposible obtener a partir de los procesos de trituración granos que en

su totalidad sean de volumen igual y uniforme.

La trituración realizada de forma que ninguno de los fragmentos obtenidos sobrepase una dimensión previamente definida, conduce a la obtención de toda una gama de tamaños comprendidos entre dicha dimensión y la infinitamente pequeña (“Equipos de trituración, molienda y clasificación”, 1999, Luis Fueyo).

Esta gama de tamaños se representa en curvas granulométricas y el porcentaje y forma que se obtendrá de cada fracción dependerá de las características de las rocas, en particular de su litología, granulometría y estructura.

La estructura de las rocas es la responsable de las características de su rotura. Si es homogénea, la ruptura se produce indistintamente a través de granos, cristales o del cemento que las une, pero si son heterogéneas la ruptura tiene lugar a través del cemento. Esto ha generado una serie de estudios que han dado lugar a las siguientes conclusiones:

El porcentaje de finos aumenta a medida que aumenta el coeficiente de reducción. Varias machacadoras sucesivas generan en total menos finos que la trituración equivalente en una sola etapa.

La trituración de elementos planares y aciculares genera más finos que la trituración de partículas de forma regular.

La forma de los granos triturados de una misma roca varía en función de su granulometría tras la fragmentación: los gruesos tienen forma alargada, los granos medios más cúbica y los finos tienden a ser más planos y alargados.

En el caso de rocas homogéneas, cuando la reducción que se pretende es superior a la capacidad de la machacadora, la muestra obtenida estará formada por un porcentaje elevado de granos gruesos redondeados por desgaste, un porcentaje de granos finos y escasez de la fracción intermedia.

En el caso de rocas heterogéneas se genera mayor porcentaje de partículas de dimensión media que en el caso de rocas homogéneas sometidas a la misma reducción.

PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS

En función de la aplicación a la que están destinados, los áridos deben reunir características diferentes, asociadas a su naturaleza petrográfica o al proceso empleado para su producción, entre las que cabe destacar:

Propiedades geométricas: tamaño, forma de las partículas (p.ej. si son alargadas o no), caras de fractura, calidad de los finos, etc.

Propiedades mecánicas y físicas: resistencia al desgaste (p.ej. para que los coches no se deslicen en las carreteras), resistencia a la fragmentación, resistencia al pulimento, densidad, porosidad, contenido en agua, etc.

Propiedades térmicas y de alteración: resistencia a los ciclos de hielo y deshielo, etc.

Propiedades químicas: contenido en azufre, cloruros, materia orgánica, contaminantes ligeros, reactividad potencial, etc.

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LOS ÁRIDOS

En el ámbito de la industria de la construcción y de la obra civil se denomina comúnmente árido a una roca que, tras un proceso de tratamiento industrial (simple clasificación por tamaños en el caso de los áridos naturales, o trituración, molienda y clasificación en el caso de los áridos de machaqueo), se emplean en la industria de la construcción en múltiples aplicaciones, que van desde la elaboración, junto con un material ligante (Cemento portland, cales hidráulicas, yesos, alquitrán,etc.), de hormigones, morteros y aglomerados asfálticos, hasta la construcción de bases y sub-bases para carreteras, balastos y sub-balastos para las vías de ferrocarril, o escolleras para la defensa y construcción de puertos marítimos. Es un material granular (pequeños trozos de roca) que, en la mayoría de los casos, ha de tener una distribución granulométrica adecuada. Los áridos, tal y como se han definido, son conjuntos de granos rocosos de muy diversos tamaños que, en su uso normal, pueden estar comprendidos entre el polvo casi impalpable , de 60

micras de diámetro, y los fragmentos mayores, cuya dimensión máxima puede alcanzar varios metros. En la mayor parte de las aplicaciones industriales, el empleo del árido se justifica en razón a su comportamiento estable frente a la acción química de su posible continente o a los agentes externos, así como a su resistencia mecánica frente a cargas y vibraciones.

No se deben considerar como áridos, por lo tanto, aquellas sustancias minerales utilizadas como cargas en diversos procesos industriales por sus características físico-químicas, que afectan sustancialmente al producto obtenido y a sus especificaciones (por ejemplo, calizas para cargas en la industria del papel), ni aquellas otras cuyo empleo en procesos industriales no tiene que ver con su estabilidad e inercia química o con su resistencia mecánica, sino con la aportación al proceso de unos determinados elementos químicos que hacen posible la elaboración del producto (caso de las calizas para cementos o para cales, arenas silíceas para fabricación de vidrio, etc.). El árido debe ser, por los enormes volúmenes utilizados, un material barato y abundante, precisando además que los yacimientos estén situados cerca de los centros de consumo. Por otra parte, las características geológicas y litológicas de los yacimientos de áridos son muy variables, lo que implica técnicas de explotación y procesos de transformación muy diversos, no obstante lo cual, cada vez son mayores las solicitudes de homogeneidad y calidad del producto final a poner en obra. En resumen, los principales campos de aplicación de estas materias primas son:

Áridos para la preparación de hormigones (construcción y obras de Infraestructura).

Áridos para la preparación de aglomerantes asfalticos.

Balastos, sub-balastos y gravillas.

Escolleras para la protección de obras portuarias, ríos y canales.

Taludes de sostenimiento (pedraplenes).

Rellenos y aplicaciones varias.

Materias primas para la industria (cemento, vidrio, cal, cerámica, metalurgia, Siderurgia, cargas, plásticos. Arenas para filtros, etc.)

PROBLEMÁTICA EN EL MEDIO AMBIENTE

EFECTOS AMBIENTALES Y MEDIDAS CORRECTORAS EN LA EXTRACCIÓN DE ÁRIDOS

EFECTOS AMBIENTALES MEDIDAS CORRECTORAS

SOBRE LA FLORA

Eliminación de cubierta vegetal en hueco de extracción, escombreras y pistas.

Limitación del área afectada a la estrictamente necesariaTrasplante de vegetación arbórea afectadaRoturación de los terrenos afectados una vez abandonados para facilitar la reinstauración vegetal.Revegetación en escombreras, hueco de extracción y entorno afectado con especies herbáceas, arbustivas y arbóreasConservación del entorno directo de la explotación.

Polvo recubriendo especies vegetales

Riego de zonas de trabajo para evitar polvo en suspensión

Compactación del terreno por tránsito de vehículos pesados que dificulta su recuperación.

Roturación de pistas abandonadas y revegetación con especies arbustivas y herbáceas.

Estrés por ruido y vibraciones de voladuras y funcionamiento

Prevención de contaminación acústica y por vibraciones mediante planificación adecuada del horario y entidad de las

SOBRE LA FAUNA

de maquinaria voladuras.Mantenimiento preventivo de la maquinaria y en particular de los silenciadores.

Accidentes por atropello o por caídas

Vallado del perímetro de la explotación

Recorte o fragmentación de las áreas de campeo

Estudio previo de la fauna en la zona de explotación.Limitación de la superficie afectada a la estrictamente necesaria

Afección a fauna piscícola por enturbiamiento de aguas por

Evitar contaminación de ríos y arroyos (ver apartado del agua)

SOBRE EL AGUA

Modificación del nivel freático Restricción del fondo de la explotación por encima de la medida del nivel freático más elevado.

Modificaciones de cursos hídricos

Mantenimiento de distancia de seguridad frente a cauces, no afección dentro de la zona de policía de aguas

Enturbiamiento de cauces con lodos

Utilización de balsas de decantación o relleno de anteriores fases de explotación y creación de circuito cerrado para reutilización de las aguas del proceso.

Deterioro de riveras Preservación de de zonas de ribera o recuperación si no es posible la preservación.

Contaminación con vertidos u otros residuos

Almacenamiento de residuos en condiciones controladas hasta su recogida por empresa homologada.Mantenimiento preventivo de la maquinaria parta evitar derrames de lubricantes, gasoil y otros contaminantes.Realización de mantenimiento y reparaciones de maquinaria únicamente dentro de la zona delimitada para taller.Limitación del área afectada a la estrictamente necesaria.Retirada del substrato edáfico previa al comienzo de los trabajos y acopio por

SOBRE EL SUELO

Eliminación de substrato edáfico de gran superficie en el hueco de extracción, escombreras y pistas

separado para reutilizarlo en la posterior recuperación del terreno.Acumulación de estériles en una sola escombrera, minimizando así el área afectada.Ubicación próxima de cantera y escombreras para reducir costes de transporte y la superficie de terreno afectado.Realización de minería de transferencia, rellenando los tajos abandonados con estériles procedentes de zonas en explotación y lodos de los procesos de lavado si los hubiera.

Compactación del terreno por tránsito de vehículos pesados

Separación del substrato edáfico en acopio aparte y reutilización en la recuperación.Clausura y roturación de pistas abandonadas para facilitar la recuperación de suelo fértil.

Degeneración del substrato edáfico en la explotación y su entorno directo.

Canalización de aguas.Estabilización de taludes.Revegetación para evitar erosión superficial.

Contaminación con residuos o gasoil

Almacenamiento de residuos en condiciones controladas hasta su recogida por empresa homologada.Realización de mantenimiento y reparaciones de maquinaria únicamente dentro de la zona delimitada para taller.

Mantenimiento preventivo de la maquinaria parta evitar derrames de lubricantes, gasoil y otros contaminantes.

SOBRE EL AIRE

Emisiones gaseosas de maquinaria

Carga de combustible mediante depósitos homologados y boquereles adecuados para evitar derrames

CONCLUSIONES

Comprender los conceptos y métodos de explotación de las canteras y graveras.

Aprender la importancia de los áridos.

Las consecuencias que produce la explotación de los áridos.

BIBLIOGRAFÍA

METODOS DE MINERIA ACIELO ABIERTO- JUAN ERRERA HERBET-UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRIS

DISEÑO DE EXPLOTACION DE CANTERAS-JUAN HERRERA HERBET

EL AGUA Y LAS EXPLOTACIONES EN TERRAZAS FLUVIALES. CASO DE LAS GRAVERAS

GESTION DEL AGUA EN EL PROCESO PRODUCTIVO DE UNA GRAVERA Autor: MIGUEL MARTINEZ ARGANDOÑA

ARIDOS GUIA DE BUENA APARIENCIA DE CANTERAS Y GRAVERAS

RESTAURACION DE CANTERAS Y GRAVERAS- IRENA ALCOMADA GONZALES