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Tesis doctoral
CONCEPCIÓN TEÓRICO - METODOLÓGICA
PARA FAVORECER LA ACTIVIDAD
INDEPENDIENTE DEL PROFESOR EN LA
PRODUCCIÓN DE CURSOS EN FORMATO DIGITAL
José Luís Montero O´Farril
�República de Cuba
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría
Centro de Referencia para la Educación de Avanzada
Conc epci ón teó ric o-met odo lógi ca par a fav ore cer la
acti vid ad ind epe ndi ent e del pro fes or en la pro duc ció n de
cur sos en for mat o dig ita l
Tesis presen tada en opción al Grado
Cientí fico de Doctor en Cienci as de la
Educac ión
Autor: José Luís Monte ro O’ Farril
Ciudad de la Habana
20 08
�República de Cuba
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría
Centro de Referencia para la Educación de Avanzada
Con cep ció n teó ric o- meto doló gic a par a fav ore cer la act ivi dad
ind epe ndi ent e del pro fes or en la pro duc ció n de cur sos en
for mat o dig ita l
Tesis presen tada en opción al Grado
Cientí fico de Doctor en Cienci as de la
Educac ión
Autor: MSc . Jos é Lui s Mon ter o O ’ Far ril
Tutora: Dra . C. Els a Her rer o Tun is
Ciudad de la Habana
20 08
�AGRADECIMIENTOS
A mi tutora, la Dra. C. Elsa Herrero Tunis, por la dedicación, constancia
y rigor con que me guió durante la investigación pero sobre todo, por su
generosa amistad.
Al Dr. C. José Zilberstein Toruncha, por ser ejemplo de laboriosidad,
seriedad científica y por su valiosa ayuda.
A el Dr. C. Tomás Cañas, la Dra. C. María Niurka Valdés, el Dr. C.
Ramón Collazo, Dr. C. Gerardo Borroto, por su apoyo científico.
A la Dra. C. Doris Castellanos Simons, Dra. C. María Cristina Pérez Lazo
de la Vega, Dra. C. María Julia Becerra Alonso y al Dr. Mario Jorge
Malagón Hernández por sus certeros y constructivos señalamientos en
el momento oportuno.
A todos los integrantes del CREA por su aporte a mi formación científica
y la amistad que me han brindado.
A mi esposa, a mis hijos y a mi familia, por soportarme y apoyarme
durante estos años.
Y a cualquier otro(a) que pudiera olvidar: MIL GRACIAS también.
�SÍNTESIS
La acelerada introducción de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones
(TIC) en los procesos sustantivos de las universidades cubanas ha cambiado las
acciones necesarias a realizar por el profesor para elaborar un curso, creando cierta
dependencia en este proceso.
La presente investigación tiene como objeto el proceso de producción de cursos en
formato digital, con la finalidad de elaborar una concepción teórica metodológica que
favorezca la actividad independiente del profesor en este procedimiento. Fue
elaborada a partir del estudio de los fundamentos teóricos y prácticos del proceso de
producción de cursos, de la experiencia documentada de varias universidades y del
Centro de Referencia para la Educación de Avanzada (CREA) del Instituto Superior
Politécnico “José Antonio Echeverría” (Cujae), y del diagnóstico realizado en este
centro y en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa “Antonio Núñez Jiménez”
(ISMMM).
La concepción favorece la autoeducación del profesor mediante orientaciones y
ayudas que contribuirán al desarrollo de estrategias de aprendizaje durante su
actividad independiente en la producción de un curso en formato digital. Sirve de
apoyo a aquellos profesores que pretendan enfrentarse al proceso de forma individual,
viabilizando la elaboración del curso.
Durante la investigación se emplearon diversos métodos teóricos, empíricos y
matemáticos que, desde un enfoque dialéctico materialista permitieron diseñar la
concepción y determinar su viabilidad a partir de la aplicación de la misma.
�ÍNDICE
SÍNTESIS ____________________________________________________ 1
ÍNDICE ______________________________________________________ 2
I.- EL PROFESOR EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CURSOS EN FORMATO
DIGITAL ____________________________________________________ 12
1.1- La producción de cursos en formato digital. ___________________ 12
1.1.1 Influencia de las TIC en el surgimiento y desarrollo de la producción de
cursos en formato digital. __________________________________________ 13
1.1.2 Introducción a la producción de cursos en formato digital. ____________ 16
1.2 Las herramientas de autor en el proceso de producción de cursos. __ 26
1.3 La actividad independiente del profesor en la producción de cursos. _ 32
1.3.1 La actividad independiente del profesor __________________________ 33
II.- CONCEPCIÓN METODOLÓGICA DE LA INVESTIGACIÓN Y ESTADO ACTUAL
DEL OBJETO DE INVESTIGACIÓN _________________________________ 43
2.1 Concepción metodológica de la investigación. __________________ 43
2.2 Estado actual de la producción de cursos en la Cujae y el ISMMM. ___ 49
2.2.1 Proceso de producción de cursos en la Cujae ______________________ 53
2.2.2 Proceso de producción de cursos en el ISMMM _____________________ 57
2.2.3 Situación general de la producción de cursos ______________________ 60
2.3 Caracterización de las herramientas de autor___________________ 66
III.- CONCEPCIÓN TEÓRICA METODOLÓGICA PARA FAVORECER LA
ACTIVIDAD INDEPENDIENTE DEL PROFESOR EN LA PRODUCCIÓN DE
CURSOS. ____________________________________________________ 71
3.1 Exigencias principales de la concepción para favorecer la actividad
independiente del profesor en la producción de cursos en formato digital. _____ 76
3.2 Estructura del proceso de producción de cursos de la concepción. ________ 81
3.2 Propuesta de estrategias de aprendizaje del profesor para la producción de
cursos. ____________________________________________________ 87
3.3 Características de las herramientas de autor para favorecer la actividad
independiente del profesor en el proceso de producción. _________________ 95
3.4 Validación de la Concepción._______________________________ 104
3.4.1 Validación por consulta a expertos. _____________________________ 104
3.4.2 Validación por estudio de casos. _______________________________ 107
CONCLUSIONES _____________________________________________ 114
RECOMENDACIONES__________________________________________ 116
BIBLIOGRAFÍA ______________________________________________ 117
ANEXOS ___________________________________________________ 130
Anexo I __________________________________________________ 130
Anexo II _________________________________________________ 134
Anexo III ________________________________________________ 165
2
�INTRODUCCIÓN
Para la Educación Superior Cubana enfrascada en un proceso de Universalización,
ofrecer alternativas de educación de pregrado y postgrado a la totalidad de los
ciudadanos del país, en medio de las limitaciones de recursos económicos, constituye
un reto sin precedentes que enfrenta, tomando en cuenta las diferentes modalidades
de cursos y los avances alcanzados por las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones (TIC) (Vecino, 2000).
Este mismo punto de vista lo expresa la investigadora Alfonso Sánchez cuando plantea
que: “en el siglo de la información, en pleno auge de la informática, la enseñanza
apoyada en las TIC no es una utopía sino una necesidad real, llamada a ser satisfecha,
con inmediatez, desde el seno de una universidad virtual” (Alfonso, 2003).
Esta necesidad inmediata de satisfacer la introducción de las TIC en la educación
cubana debe ser muy particular; escogiendo soluciones que favorezcan la calidad del
proceso
de
enseñanza
aprendizaje,
que
utilicen
racionalmente
los
recursos
tecnológicos y estén basadas en las concepciones y fundamentos teóricos de la
escuela cubana de pedagogía.
Existen diversas propuestas del uso de las TIC en la educación, algunas son
novedosas, otras presentan un marcado carácter mercantil más que pedagógico;
muchas difíciles de contextualizar, desarrolladas por empresas o universidades del
primer mundo y demasiado costosas, que en general no han cubierto las expectativas
creadas para su uso.
Estas insuficiencias han estado determinadas por diversos factores, pero los más
importantes están relacionados con la elaboración de los materiales educativos
utilizados en los productos informáticos, muchas veces trasladados o copiados desde
las clases “presenciales”; otras veces elaborados por empresas u otros países con las
mismas deficiencias y en general, poco flexibles para su utilización.
3
�Otro de los problemas fundamentales que se presenta con estos nuevos entornos
telemáticos es que la selección de los materiales educativos no es sólo una cuestión de
eficacia y tendencia científica, sino también de valores y concepción del mundo, y la
mayoría de los que existen hoy en la red no pertenecen a la cultura iberoamericana,
ofreciendo una visión de una sociedad que no es la nuestra (Cabero, 2003).
Por estas y otras razones, muchas instituciones educativas desarrollan sus propias
iniciativas de introducción de las TIC en la educación; planteando un conjunto de retos
a los profesores, a los que estudian esta profesión, y en el caso de nuestro país a todo
profesional relacionado con el arte de enseñar y aprender en las sedes universitarias;
ellos necesitan saber: seleccionar, modificar y diseñar materiales educativos en
formato digital, planificar la enseñanza que atienda necesidades de aprendizaje
específicas, conocer diferentes enfoques instructivos y medios de presentación, a
partir de los cuales seleccionar aquellos que ayuden de forma más efectiva y eficiente
al estudiante.
Por último,
pero
no
menos importante, necesitan conocer la
computadora y las herramientas para el desarrollo de materiales educativos (Valdés,
2003).
La preparación de materiales para el proceso de enseñanza aprendizaje constituye el
eje central de cualquier estrategia pedagógica, mucho más si las relaciones alumnoprofesor son mediatizadas (Pensa, 2002). En el caso de la publicación de un curso
mediado por las TIC, va precedido de un proceso en el cual se elaboran, se
seleccionan y se publican los materiales educativos que se insertan en él, llamado
producción de cursos. Este es un proceso complejo, en el que debido a diferentes
factores, interviene un grupo de expertos (denominado equipo de producción) que
aportan el conjunto de necesidades específicas de cada ámbito y que se encarga de
que el contenido llegue al alumno con la calidad requerida teniendo en cuenta un
modelo pedagógico determinado. La estructura de estos equipos no es fija y depende
en muchas ocasiones de la magnitud del trabajo a realizar.
4
�El profesor interacciona con el equipo de varias formas, determinadas por el modelo
de producción adoptado y la preparación de este para enfrentar la tarea propuesta,
aunque, la más usual es como especialista de contenidos.
La otra vía es cuando algunos profesores realizan la producción y publicación del curso
de forma independiente. Esta posición tiene los mejores resultados si adquieren
ciertas estrategias, conocimientos de los lenguajes y lógica de cada medio, así como
de metodologías y concepciones del proceso de producción, y en el uso de software
educativos.
Esta variante es poco usada debido a una insuficiente, y en ocasiones deficiente,
superación de los profesores, a la ausencia de documentación y metodologías sobre el
proceso, a la velocidad con que se desarrollan las tecnologías y a la presunción, por
algunos, de que el profesor no tiene capacidad para enfrentarlo. Esta panorámica
puede cambiar sustancialmente si se favorece la independencia del profesor en el
proceso.
Con este fin, se desarrollan investigaciones para realizar herramientas y aplicaciones
que faciliten la generación de materiales educativos, permitir que los profesores se
concentren cada vez más en el diseño y el modelo pedagógico de los mismos y que su
elaboración sea una tarea cada vez más cotidiana, muy similar a lo que siempre han
hecho al preparar materiales de todo tipo.
Cómo una vía para lograr estos propósitos, se estimulan en varias instituciones
universitarias
de
nuestro
país
investigaciones
pedagógicas
para
potenciar
la
apropiación de estrategias de aprendizaje que favorezcan la actividad independiente
y la autoeducación del profesor.
Siguiendo esta línea, un grupo de investigadores del Centro de Referencia
para la
Educación de Avanzada (CREA) del Instituto Superior Politécnico José Antonio
Echeverría (Cujae) han desarrollado el proyecto Universidad para la Autoeducación
Cujae (UAC)
que
consiste en un modelo pedagógico tecnológico que favorece las
5
�estrategias de aprendizaje al estimular el trabajo independiente, teniendo como base
la solución por los estudiantes de tareas, en las que se manifiesta la unidad entre lo
instructivo, lo educativo y lo desarrollador a partir del estudio del material esencial en
formato hipermedia que puede estar incluido en CD (Zilberstein y otros, 2005).
Este proyecto favorece los esfuerzos que realiza la Educación Superior Cubana por
introducir con fórmulas nacionales las TIC en nuestras universidades, sin desconocer
los avances internacionales. Sus resultados apoyarán el proceso de Universalización de
la Educación Superior Cubana que favorece la justicia social, el sentido de la vida de
las actuales generaciones de cubanos y cubanas al propiciar la existencia de fuentes y
vías alternativas de superación, que no implican necesariamente asistir a los
“tradicionales” recintos universitarios.
La diversidad de profesores y profesionales que pueden utilizar el modelo pedagógico
tecnológico UAC para apoyar estas vías y fuentes alternativas de superación, teniendo
en cuenta las limitaciones identificadas, así como la generalización del proyecto,
necesitan una herramienta de autor y el diseño de un proceso de producción que
favorezca su superación y su actividad independiente en la elaboración del curso. Este
es el centro de la problemática en esta investigación, que incluye las diferencias entre:
¾
La necesidad de autoeducación de los profesores para el proceso de
introducción de las TIC en el contexto educativo de la Universalización; y la
falta de coherencia en los modelos pedagógicos actuales para este proceso.
¾
La necesidad de proporcionar al profesor los elementos teórico-metodológicos
que le permitan diseñar y aplicar estrategias de aprendizaje efectivas para un
mejor aprovechamiento pedagógico de las TIC; y
las insuficiencias en su
superación en estos temas.
¾
La necesidad de una mayor incorporación de los profesores a la producción de
cursos y materiales en formato digital para la superación y la formación a
6
�través de las TIC; y su bajo nivel de independencia por el escaso conocimiento
que tienen del proceso.
¾
La tendencia a sustentar el proceso de producción de cursos en formato digital
en los equipos de producción; y aquellos profesores que desean realizar el
proceso de manera independiente.
¾
La alta autonomía de los profesores de las universidades técnicas en los temas
de su especialidad; y la menor autonomía en los temas relacionados con la
pedagogía y las TIC.
Esta situación problemática mostró la necesidad de una mayor independencia de los
profesores en su superación para asumir el proceso de producción de cursos apoyados
en las TIC y en los nuevos modelos pedagógicos; lo que conduce al planteamiento del
siguiente problema científico:
¿Cómo favorecer la actividad independiente del profesor en la producción de cursos en
formato digital?
El tema de investigación se enunció como: Concepción teórica metodológica para
favorecer la actividad independiente del profesor en la producción de cursos en
formato digital.
La determinación del problema científico establece como objeto de la investigación:
el proceso de producción de cursos en formato digital, y ajusta su campo de acción
en la actividad independiente del profesor en el proceso de producción de un curso en
formato digital en la Cujae y el ISMMM1.
Y como respuesta al problema científico se establece el siguiente objetivo: elaborar
una concepción teórica metodológica para favorecer la actividad independiente del
profesor en el proceso de producción de cursos en formato digital basada en su
autoeducación.
1
Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa “Antonio Núñez Jiménez”.
7
�Para buscar la solución del problema científico y alcanzar el
objetivo propuesto, se
plantearon las siguientes preguntas científicas:
1. ¿Cuáles son los antecedentes, concepciones y fundamentos de los modelos de
producción de cursos en formato digital y que papel han desempeñado las
herramientas de autor en este proceso?
2. ¿Cuáles
son
los
fundamentos
teóricos
qué
caracterizan
la
actividad
independiente del profesor en el proceso de producción de cursos en formato
digital?
3. ¿Cómo se manifiesta la actividad independiente del profesor en la producción
de cursos en la Cujae y el ISMMM?
4. ¿Cómo concebir la producción de cursos en formato digital y qué elementos
debe poseer esa concepción teórica metodológica para favorecer la actividad
independiente del profesor?
Para resolver el problema a partir del logro del objetivo y responder las preguntas
anteriormente expuestas, se realizaron las siguientes tareas de investigación:
1. Análisis de la evolución y de las concepciones del proceso de producción de
cursos en formato digital.
2. Caracterización de las herramientas de autor, relación con la producción de
cursos en formato digital y con el profesor.
3. Análisis de la actividad independiente del profesor en la producción de cursos.
4. Diagnóstico del estado de la producción de cursos en formato digital realizada
por los profesores en la Cujae y el ISMMM.
5. Diagnóstico de la actividad independiente de los profesores en la producción de
cursos en formato digital y de su conocimiento de las herramientas a utilizar en
el proceso, en la Cujae y el ISMMM.
8
�6. Elaboración de una concepción para favorecer la actividad independiente del
profesor en la producción de cursos en formato digital.
7. Validación de la concepción mediante el método de expertos y el estudio de
casos.
La investigación se desarrolló con un enfoque metodológico general dialéctico
materialista y, consecuentemente con él, se estudiaron las características del objeto,
su origen, evolución y desarrollo, sus nexos universales, las contradicciones internas
que se manifiestan en el mismo en busca de sus soluciones y la transformación
práctica de la parte de la realidad estudiada.
El
método
de
análisis
histórico
lógico,
permitió
estudiar
los
precedentes
cronológicos del proceso de producción de cursos, su desarrollo y contradicciones, sus
etapas principales y sus conexiones históricas fundamentales. A través de este método
se analizaron las concepciones del proceso y las tendencias pedagógicas que han
influido en él.
El método de análisis y síntesis, imprescindible para profundizar en el conocimiento
de las partes y descubrir las interrelaciones y cualidades del proceso de producción, de
las herramientas de autor y de la actividad independiente del profesor en él;
especialmente empleado en el estudio de diferentes interpretaciones de los modelos
de producción. En el estudio de las estrategias de aprendizaje aplicables al proceso,
así como en la formulación de las conclusiones y recomendaciones de la tesis.
El método inducción deducción nos permitió penetrar en el proceso de producción
de cursos realizado por un profesor a partir de la generalización de casos particulares,
adentrarnos en la generalidad de las estrategias necesarias para esa actividad y
valorar la concepción mediante un estudio colectivo de casos.
El enfoque de sistema facilitó la orientación general al abordar la investigación sobre
el profesor en el proceso de producción y mostrar sus funcionalidades y estructura en
su totalidad, así como en el diseño de la concepción en general.
9
�El método de modelación permite representar las características y relaciones
fundamentales del proceso de producción, proporcionar explicaciones y servir como
guía para la comprensión de este fenómeno que se desea transformar. Este método
fue importante en el estudio de los modelos de producción de cursos.
Los métodos empíricos utilizados fueron:
La encuesta aplicada a un grupo de profesores antes y después de haber realizado un
curso, a profesores de algunos centros para determinar su conocimiento sobre las
herramientas de autor y el proceso de producción de cursos.
La observación del proceso de producción realizado por varios profesores.
Para validar la concepción elaborada se utilizó la consulta a expertos y también el
estudio de casos. Además se utilizaron algunos métodos matemáticos en el
procesamiento de la información, el análisis porcentual y el procesamiento matemático
del método Delphi.
Es un tema de total pertinencia y actualidad de cara a los procesos en los que está
inmerso nuestro país:
¾
La necesidad de contar con materiales y cursos en formato digital para el
proceso de Universalización de la Educación Superior producidos por los
profesores a partir de sus posibilidades en las TIC; vista en sus dos vertientes:
los cursos para los propios alumnos y los programas de amplio acceso para la
superación de los profesores.
¾
La elaboración de los cursos en la modalidad semipresencial y en la aplicación
de las TIC en los nuevos Planes de Estudio D.
Resulta novedoso en la concepción del proceso de producción con la correspondiente
herramienta de autor: al favorecer la autoeducación del profesor mediante
orientaciones
y
ayudas
que
contribuirán
al
desarrollo
de
estrategias
de
10
�aprendizaje durante su actividad independiente en la producción de un curso en
formato digital.
La contribución a la teoría está en la modelación de la concepción que favorece la
actividad independiente del profesor en la producción de cursos, ya que integra los
principios generales del modelo pedagógico tecnológico UAC con los requerimientos de
la superación de los profesores en las TIC y la producción de cursos. Y se revela
particularmente en: la determinación de las exigencias principales del proceso de
producción de cursos en formato digital para favorecer la actividad independiente del
profesor y su superación, la definición de actividad independiente del profesor en el
proceso de producción de cursos en formato digital y la identificación y formulación de
estrategias de aprendizaje del profesor para la producción de cursos en formato
digital.
Constituye un aporte práctico de esta investigación el desarrollo, aplicación y
valoración de la herramienta de autor para la producción de cursos del modelo
pedagógico tecnológico UAC, derivada de la concepción teórica metodológica, así como
las características que deben tener estos software educativos para favorecer la
actividad independiente del profesor.
La tesis se estructura en: introducción, tres capítulos, conclusiones, recomendaciones,
bibliografía y anexos.
En el primer capítulo se establecen los fundamentos teóricos que sirven de base para
la elaboración de la concepción del proceso de producción de cursos. Se realizan
precisiones acerca de: la producción de cursos en formato digital, sus modelos y
concepciones, de las herramientas de autor y de la actividad independiente del
profesor en el proceso.
En el segundo capítulo, se detallan los aspectos relacionados con la metodología de la
investigación, el análisis de los resultados obtenidos por las técnicas de diagnóstico
11
�empleadas acerca del estado actual de la actividad independiente del profesor en la
producción de cursos en dos universidades cubanas: la Cujae y el ISMMM1.
En el tercer capítulo se presenta la concepción teórica metodológica para favorecer la
actividad independiente de los profesores en el proceso de producción de cursos en
formato digital, como apoyo a los procesos de introducción de las TIC en la educación
cubana propuesta en esta investigación, se describen los elementos que la componen
y los resultados de la valoración de la misma.
I.- EL PROFESOR EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CURSOS EN FORMATO
DIGITAL
Las acciones que debe realizar el profesor para elaborar un curso se han transformado
como resultado de la acelerada introducción de las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones (TIC) en el proceso educativo. Los Centros de Educación Superior han
encontrado las vías para dar respuesta a esta problemática implicando en el proceso a
un grupo de especialistas y software educativos. Pero, esta mediación en la actualidad
de cara a los procesos en los que está inmersa la sociedad y en particular la
universidad cubana (nuevos planes de estudio y la
universalización), requiere un
mayor protagonismo del profesor.
En este capítulo se analizan las particularidades de este proceso, algunas de las
aplicaciones informáticas empleadas y la actividad del profesor en él.
1.1- La producción de cursos en formato digital
La elaboración de materiales para la
enseñanza y el aprendizaje es una actividad
intrínseca del proceso educativo, en cualquiera de sus modalidades. Pero a partir de la
década de los años 50 desarrolla un mayor auge, apoyado en sistemas mecánicos o
electromecánicos
sobre
los
que
se
implementaban
programas
dirigidos
fundamentalmente a la educación a distancia.
1
Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa.
12
�A principio de los años 60 los ordenadores se convierten en la base de los sistemas de
enseñanza automatizada o programada, gracias a sus posibilidades de adaptación y a
su flexibilidad. Pero no es hasta la década del 70, del pasado siglo, que cobra su
mayor desarrollo en forma paralela a la evolución de la Web y las computadoras, y a
la introducción de estas en la educación.
1.1.1 Influencia de las TIC en el surgimiento y desarrollo de la producción de
cursos en formato digital
Desde tiempos remotos, las actividades básicas de cualquier núcleo social se han
visto, en mayor o menor medida, afectadas por los cambios que provoca el avance
tecnológico. Pero, desde 1946, año en que surgió la primera máquina computadora
electrónica,
el avance en esta esfera ha
alcanzado límites
insospechados. Las
máquinas computadoras han provocado una verdadera revolución en el orden social
y económico, sirviendo de motor impulsor a todas las ciencias y desempeñando un
papel muy importante en la historia actual de la humanidad.
Sin embargo, un gran porcentaje de la población mundial sigue tecnológicamente
desconectado respecto a las ventajas electrónicas que están revolucionando la vida, el
trabajo y las comunicaciones. “Cerca del 90% de los internautas se encuentran en
países industrializados y la cifra conjunta de usuarios en África y Oriente Medio sólo
representa el 1%” (García, 2001,2).
Según Castañeda “las llamadas Tecnologías de la Información y las Comunicaciones
(TIC) son el resultado de las posibilidades creadas por la humanidad en torno a la
digitalización de datos, productos, servicios y procesos, y de su transportación a
través de diferentes medios, a grandes distancias y en pequeños intervalos de tiempo,
de forma confiable, y con relaciones costo-beneficio nunca antes alcanzadas por el
hombre” (Castañeda, 2003, 123).
Estas tecnologías están cambiando radicalmente las formas de trabajo, los medios a
través de los cuales las personas acceden al conocimiento, se comunican y aprenden,
y los mecanismos con que acceden a los servicios que les ofrecen sus comunidades:
13
�transporte, comercio, entretenimiento y gradualmente también, la educación formal y
no formal, en todos los niveles de edad y profesión (Alfonso, 2003; Cabero, 2005;
Castañeda, 2003; Fernández, 1997; García, 2004; Herrero y otros, 2003; Khvilon,
2004).
Las TIC están especialmente destinadas a gestionar el conocimiento y a comunicarlo,
han tenido una amplia significación para el contexto educativo, el cual están
penetrando
progresivamente,
abriendo
nuevos
horizontes
para
la
enseñanza
aprendizaje y la investigación.
Son muchos los autores que se refieren a las facilidades y cambios que pueden
introducir las TIC en el proceso de enseñanza aprendizaje, determinados por sus
características
y
posibilidades
educativas.
Brindan
condiciones
óptimas
para
transformar una enseñanza tradicional, pasiva, fundamentalmente centrada en la
transmisión del contenido, el profesor y la clase, en otro tipo de educación más
personalizada, participativa, centrada en alcanzar aprendizajes diversos y que posea
una real significación para cada estudiante. Pero ellas por si solas no garantizan el
éxito (Castañeda, 2003; Cabero, 2003; Delors y otros, 1996; García, 2004; Salinas,
2002; Valdés, 2003).
Esta modalidad de enseñanza aprendizaje que puede ser caracterizada como un
proceso de educación a distancia apoyado en el uso de las TIC que puede combinar
tipos de actividad presencial recibe a nivel internacional diversas denominaciones
como: Teleformación, Teleeducación, e-learning, Formación virtual, entre las más
difundidas (Amador y Dorado, 2002; Herrero y otros, 2003; Marcelo y otros, 2001).
En esta investigación se utilizará el término Teleformación.
La teleformación, al sustituir radicalmente el soporte de los materiales a utilizar,
genera un cambio especialmente relevante para los profesores; el “diseñar,
seleccionar y evaluar materiales para que los estudiantes los utilicen en la clase”,
14
�ajustándose a sus necesidades; frente a “dar clase”, es decir, la impartición de clase a
un grupo de estudiantes mediante libros y pizarra (Gallego Arrufat, 2001).
En las condiciones en que se desarrolla dicho proceso, se requiere de la digitalización
de los materiales que se utilizan (en cualquiera de los variados formatos que admite
una computadora), así como de la utilización de diferentes software educativos.
Esta problemática generada por el cambio del soporte en el cual se generan los
contenidos para el curso, agudizada por la cada vez mayor introducción de las TIC en
la educación, hizo que surgieran los grupos de producción de cursos formados por
varios especialistas. Este equipo, en la mayoría de los casos, es el encargado de
elaborar los materiales educativos digitales a ser incluidos en un curso, aunque en
algunos casos, osados profesores o equipos de ellos que han adquirido la preparación
adecuada
son
capaces
de
realizarlo.
Este
proceso
asumido
por
el
profesor
individualmente, es el centro de atención de este trabajo.
Cuba no es ajena a esta situación. Los Centros de Educación Superior (CES), a pesar
de las limitaciones existentes debido al bloqueo, mantienen un avance constante en el
desarrollo de la Informática , y aunque estas tecnologías no están generalizadas hasta
el uso personal que tienen algunos países desarrollados, se han abierto espacios para
su uso, en los Joven Club y en las Sedes Universitarias Municipales (SUM) como parte
del programa para la Universalización de la Universidad en Cuba encaminada a que
nuestro pueblo alcance una cultura general integral.
En todas las universidades del país existe hoy un número determinado de cursos
mediados por las TIC, tutoriales, entrenadores, libros electrónicos y la adopción de
algunas plataformas de Teleformación, también llamadas Sistemas de Gestión de
Cursos o Entornos Virtuales de Enseñanza Aprendizaje (Microcampus, Universidad
Virtual
Cujae,
AprenDist,
INFOFAME,
SEPAD,
etc.)1,
desarrolladas
por
estas
instituciones o la utilización de otras de carácter internacional como Moodle; todo ello
1
En la tesis de la Dra. Ileana Alfonso existe una caracterización de las plataformas utilizadas en los distintos
CES del país.
15
�motivado por una demanda creciente de conocimiento que ha de responder a las
necesidades de formación continua y a un incremento de las posibilidades de la
infraestructura tecnológica en estos centros.
La aplicación de las TIC en los Centros de Educación Superior está promoviendo toda
una serie de transformaciones que van desde el desarrollo de nuevos modelos para la
formación pre y posgraduada, aparición y consolidación de la Intranet de las
universidades y uso de herramientas informáticas
y telemáticas dentro de nuevas
concepciones; que se complementa y apoya en el nivel metodológico de nuestros
profesores, la integración entre el sistema educativo y la sociedad, la política de
informatización y estrategias de capacitación del profesorado (Herrero, 2003, 3).
Dentro de esta línea se inserta el proyecto del
modelo pedagógico tecnológico
Universidad para la Autoeducación Cujae (UAC) enfocado en la autoeducación de los
estudiantes, desarrollado por el Centro de Referencia para la Educación de Avanzada,
de la Cujae en el cual se apoya esta investigación1.
Este aumento sostenido del potencial tecnológico y la matrícula escolar en las
Universidades del país, en sus distintas variantes, demandan de un incremento de la
producción de cursos que proporcionen un uso más racional de la tecnología. Pero aún
el nivel de desarrollo de los profesores para enfrentar esta tarea es insuficiente.
1.1.2 Introducción a la producción de cursos en formato digital
Los materiales educativos
La preparación de los materiales educativos en formato digital para los cursos de
Teleformación2, a diferencia de los “presenciales”, se ha convertido en uno de los
desafíos más importantes para los profesores de esta sociedad de la información.
1
2
Vea un resumen de este modelo en el Anexo I.
Según se adoptó al inicio.
16
�Son el medio a través del cual se “enviará” al estudiante una serie de contenidos
necesarios para desarrollar un curso en forma mediatizada. Es a través de ellos, que el
profesor se muestra al estudiante, lo interpela, lo invita y le ofrece una experiencia
educativa; esto, claro, dentro del marco más amplio del sistema de formación y dentro
de una situación comunicativa basada en determinado modelo pedagógico. Son el
soporte que da coherencia al proceso de enseñanza aprendizaje y que además servirá
para motivar al estudiante.
Existen en la actualidad varias formas de referirse a los materiales que conforman un
curso para la Teleformación. Son varios los autores que se refieren a ellos como
contenidos digitales o educativos (Gómez y otros, 2001; Mauri y otros, 2005;
Mondragón, 2005; Rodríguez, 2003; Rodríguez y otros, 2004; Ruíz-Velazco, 2002,
2003) lo cual indica una concepción muy estrecha de la categoría didáctica contenido
al identificarlo solo con los conocimientos.
Otros (Área, 2003; Cabero, 1992; Cisneros, 2002; Galindo, 2002; Pensa, 2002;
Rodríguez, 2003; Román, 2002; Ruiz-Velasco, 2003; Woodill, 2004) los llaman
materiales educativos, idea con la que se coincide al identificarlos con todos los
materiales desarrollados con un fin o intencionalidad educativa; o didácticos (Alfonso,
2003; Área y otros, 2002; Marqués, 2000; Pérez y Herrera, 2005; Rodríguez, 2003;
Santoveña, 2005; Solís y Zilberstein, 2005) aunque muchos de ellos incluyen
elementos curriculares; software educativos o software didácticos (Coloma y Salazar,
2004; Fernández, 1999; Gros, 2001; Harasim, 2000; Marquès, 1995; Pensa, 2002;
Ríos, 2001; Rodríguez, 2003; Woodill, 2004), muy relacionado con los inicios de este
proceso en que los cursos estaban formados por un programa monolítico en el cual se
incluía el curso, diseño gráfico de este y su plataforma de soporte, hecho en un
sistema de programación o los tutoriales multimedia que eran difíciles de editar
después de elaborados.
17
�A lo largo de este trabajo se llamarán materiales educativos en formato digital o
simplemente materiales educativos a la información que se elabora o selecciona con
la intención o finalidad de ser usada en una actividad instructiva o educativa mediada
por las TIC.
Su elaboración requiere de mucho más tiempo y conocimientos, así como un
presupuesto mayor, en muchos casos. Por otra parte, los esfuerzos realizados para su
estandarización,
representada
por
los
llamados
objetos
de
aprendizaje
y
su
reutilización, tampoco han dado las soluciones deseadas. Aunque la necesidad de
reutilización de los materiales educativos es evidente, no deja de presentar
problemas, el principal sin duda, es el carácter altamente localizado de la educación
(contextual a la organización, lingüístico, cultural, social).
El proceso de producción de cursos
Sus inicios se encuentran muy ligados a la educación a distancia, toma un primer gran
impulso después de la Segunda Guerra Mundial, debido a la necesidad de un rápido
entrenamiento de un gran número de personas para desempeñar tareas complejas.
Basado en el campo del Instructional Design (Diseño Instructivo) como un medio
efectivo de planificar y producir los sistemas educativos de aquella época con cierta
finalidad industrial o automatizada (James, 2005; Wilson, 1991).
Este proceso que en sus inicios contaba con equipos de producción compuestos
fundamentalmente
matemáticos,
por
programadores,
aunque
también
incluían:
ingenieros,
educadores y psicólogos. No eran fijos, se organizaban a partir del
surgimiento de proyectos de elaboración de estos programas, que en ocasiones,
podían durar varios años. Ha evolucionado hasta su sistematización, formado por
entre
tres
y
cuarenta
especialistas
y
sustentados
en
modelos
estructurales
sistemáticos, basados en el diseño instructivo, donde los cursos se han convertidos en
programas modulares, que no dependen del diseño gráfico, ni de su plataforma de
soporte para su elaboración.
18
�Este proceso de elaboración, como su producto final: el curso; tiene varias formas de
denominación:
Para la investigadora Gewerc (citada por Del Toro), el diseño de entornos de
aprendizaje en el marco del software educativo se transforma en la estructuración de
un conjunto de principios y procedimientos que permiten organizar y orientar el
material de manera tal que permita promover el aprendizaje por parte de los
estudiantes. Esto supone la estructuración de un determinado contenido, así como de
pautas para estimular y orientar su aprendizaje (Del Toro, 2006).
El Centro de Formación de Postgrado de la Universidad Politécnica de Valencia plantea
que el diseño educativo es una fase muy importante del proceso de desarrollo de
estos medios de enseñanza aprendizaje y está constituido por un conjunto de
actividades que realizan los diseñadores de la aplicación con el apoyo de los
especialistas en contenido y de los pedagogos y/o sicólogos, buscando producir un
material que permita el aprendizaje significativo por parte del estudiante (CFP, 2001).
Para
Hernández
y
González,
un
diseño
pedagógico
es
una
tentativa
de
esquematización o representación de una realidad que se pretende transmitir o
enseñar (Hernández y González, 2005).
Williams
plantea que el objetivo final del diseño instructivo es la planificación de
una serie de componentes, que tiene como guía el aprendizaje de los estudiantes,
utilizando las TIC como medios. Según esta especialista se caracteriza por ser un
proceso integral y holístico, dialéctico, creativo y flexible (Williams, 2002).
Esta estructuración, esquematización, producción, planificación de los materiales para
un aprendizaje significativo son las características que proponen muchos de los
autores consultados, pero sin agregar con respecto a qué se realiza esta operación, ni
que concepciones las sustentan.
Teniendo en cuenta, también, los planteamientos de otros autores (Alfonso, 2003;
Área, 2000, 2003; Área y otros, 2002; Gallego, 2001; Marqués, 2000; Miranda y Yee,
19
�1993; Pérez y Herrera, 2005; Rodríguez, 2003; Ruiz-Velasco, 2002; Santoveña, 2005;
Solís y Zilberstein, 2005); se llamará curso en formato digital, y se define como un
conjunto de materiales educativos estructurados según una planificación curricular y
un modelo pedagógico determinado, en un Entorno Virtual de Enseñanza Aprendizaje
para satisfacer una necesidad educativa. Y al proceso de selección, estructuración,
elaboración y publicación del curso: producción de cursos en formato digital o
simplemente producción de cursos.
En toda la literatura del tema revisada, hay referencias a la importancia de este
proceso para la Teleformación y las dificultades que ha presentado esta modalidad
educativa con la elaboración de los materiales y de los cursos, muchas veces
trasladados o copiados desde las clases presenciales, con la equivocación por parte de
estos profesores en su valoración de la tecnología, otras veces, elaborados por
empresas u otros países con las mismas deficiencias y en general poco flexibles para
su utilización. Es decir, poco contextualizados a las necesidades concretas de un aula.
(Alanís, 2004; Área, 2003; Cabero, 2003; Coloma y Salazar, 2004; De Pablos, 2000;
Khvilon y otros, 2004; Mondragón, 2005; Rodríguez, 2003; Ruiz-Velasco, 2003;
Woodill, 2004).
Según Rodríguez el diseño pedagógico de un curso en línea (producción del curso)
comienza de la misma forma que un curso tradicional. “La diferencia principal radica
en que la clase no puede basarse en un modelo de discusión simultánea, que se
llevaría a cabo si los alumnos se reunieran en un mismo salón” (Rodríguez, 2003, 4).
Esta idea es muy importante porque permite identificar qué es lo nuevo y lo que es
necesario incorporar como ayuda al profesor a partir de lo que sabe hacer, lo que
domina; que no está solamente en la sencillez de las herramientas informáticas
empleadas, ni en las dificultades con los medios (que influyen, por supuesto), sino
también en la utilización en el proceso de enseñanza aprendizaje de modelos y
estrategias “nuevas” para el profesor, que mejoren el aprendizaje.
20
�En Cuba la mayoría de las instituciones educativas han apostado por la elaboración de
los cursos con esfuerzos propios. Esta opción incluye la organización y planificación de
todas las tareas relacionadas con este proceso, para el cual existen diferentes
concepciones y modelos los cuales desconocen muchos profesores.
Modelos, actores y concepciones para la producción de cursos
Modelos
Existen varios modelos del proceso de producción de cursos que se clasifican según su
estructura y los actores implicados. La mayoría están basados en la metodología
general de diseño instructivo que, desde su surgimiento, ha sido influenciada por
diferentes teorías del conocimiento y el aprendizaje (conductismo, cognitivismo y
constructivismo) permitiendo el surgimiento de diferentes variantes y concepciones.
En
Cuba
también
han
estado
influenciados
desarrollador, continuidad cubana del Enfoque
por
las
teorías
del
aprendizaje
Histórico Cultural iniciado por el
psicólogo ruso Vygotski y sus seguidores.
Según los actores del proceso y la relación entre ellos se pueden identificar tres tipos
de modelos fundamentales (Cabero, 1992; Collazo, 2004; Conecta, 2004):
Por encargo
Colaborativo
Profeso
Profesor
Equipo de Producción
Individual
Herramientas de autor
Herramientas de autor
Curso
Figura 1.1 Modelos de producción de cursos según los actores implicados.
¾
El profesor en un proceso de producción individual (Modelo Individual): El
profesor es quién dirige la elaboración del curso y realiza todas las acciones
para
su
publicación,
es
el
único
integrante
del
equipo,
apoyado
21
�fundamentalmente en una herramienta de autor. Lo cual no excluye la ayuda
de otros.
¾
El profesor trabajando para un equipo de producción (Modelo por Entrega):
Adoptado fundamentalmente por empresas e instituciones no educativas
dedicadas a este negocio. Existe un equipo de producción formado por
diferentes especialistas con equipamiento y software de gran calidad, al cual el
profesor entrega su versión del curso, que es revisada después que ha sido
elaborado por el equipo. Son pocos los contactos entre el equipo y el profesor.
¾
El profesor como parte de un equipo de producción (Modelo Cooperativo): En
este caso el profesor participa como parte del equipo de producción
intercambiando constantemente con los demás especialistas durante todo el
proceso.
En la práctica existe otra variante que resulta temporal en la cual el profesor se auxilia
de alumnos aventajados en las tecnologías para realizar sus primeras incursiones en la
Web.
En él el profesor es el coordinador del equipo. La importancia de las producciones no
se encuentra tanto en el producto final, sino en el proceso seguido, el intercambio
entre los estudiantes y el profesor.
En el desarrollo de la introducción de las TIC en la educación cubana y particularmente
en las universidades, se han empleado todos estos modelos con mayor o menor éxito.
Actores del proceso
La composición concreta de los equipos para la elaboración de los cursos es también
factor de controversia. Hay quien opina que para la tarea basta un equipo de tres
personas: el experto en los contenidos, el diseñador instructivo y el desarrollador de
Web.
22
�Hay quienes gustan de detallar más, y aconsejan grupos de trabajo formados entre
una y cuarenta personas (Alanís, 2004; Barroso y Cabero, 2002; Castañeda, 2001;
Cisneros, 2002; Galindo, 2002; Marquès, 1995; Onrubia, 2005; Pensa, 2002; Pérez,
1997; Pérez y Herrera, 2005; Rallo, 2002; Rodríguez, 2003; Ruiz-Velasco, 2003)
Durante mucho tiempo las concepciones existentes de producción de cursos se han
basado en equipos multidisciplinares, por tanto todo el proceso está diseñado para
estos actores teniendo como centro generalmente un diseñador instructivo, lo cual a
juicio del autor no ha favorecido la actividad independiente del profesor en el proceso.
En el CREA1 se emplea un modelo colaborativo, reseñado por el investigador Collazo
en su tesis de doctorado como un modelo integrador influenciado por el Enfoque
Histórico Cultural, está formado por un equipo con varios especialistas,
donde se
defiende la idea de este modelo como superior al individual (Collazo, 2004).
Realmente no existe un modelo mejor o peor que otro, sino que su efectividad está
determinada por las condiciones del entorno del profesor: su preparación, la existencia
de recursos tecnológicos adecuados y una política apropiada por parte de la institución
a la que pertenece. Es un proceso evolutivo, en el que más temprano que tarde los
profesores se apropiarán de los procedimientos necesarios para llevarlo a cabo.
En la actualidad debido a las dificultades experimentadas en la Teleformación con la
elaboración de los materiales educativos, la inercia de los profesores para integrarse al
proceso y el desarrollo experimentado por los software educativos; existe un aumento
significativo del empleo del modelo individual (Conecta, 2004; González, 2005;
Mondragón, 2005, Bartolomé, 2004; Pérez, 1997).
Modelos según la estructura del proceso
Casi todos los autores consultados tratan el tema con diferentes variantes, pero como
regla común señalan que este proceso consta de varias etapas. Los modelos según la
estructura pueden ser definidos como las representaciones visualizadas de un proceso
1
Centro de Referencia para la Educación de Avanzada.
23
�de diseño instructivo, mostrando las fases o elementos principales y sus relaciones
(Mc Griff, 2001).
El investigador Fernández Silano realizó un estudio de varios de estos modelos,
señalando aspectos como:
¾
La
mayoría
de
los
modelos
plantea
la
necesidad
de
varias
etapas,
generalmente cuatro, con distintos nombres pero similar contenido.
¾
La presencia de un grupo interdisciplinario de profesionales.
¾
La necesidad de poseer una estructura cíclica, jerárquica o iterativa, lo cual
coincide con las experiencias de otros autores.
¾
Las primeras etapas coinciden en la necesidad de una definición instructiva del
tema a desarrollar, así como realizar un documento que provea detalles sobre
el problema, objetivos explícitos y bien redactados.
¾
Además de una etapa de programación, propiamente dicha, los modelos
describen distintas formas de evaluación o validación del producto.
¾
Existe mayor divergencia en los modelos, en los planteamientos relacionados
con la distribución y mercadeo, que es inexistente en algunas de las
metodologías analizadas y en otras es tratada parcialmente (Fernández, 1999,
138).
Entre la diversidad1 de variantes, existe una versión genérica que sirve de referencia,
alcanza los elementos principales comunes para casi todas y es una de las más
utilizadas. Tal modelo es el ADDIE (figura 1.2) acrónimo de: análisis, diseño,
desarrollo, implementación, y evaluación (Parrish, 1999; Mc Griff, 2001).
1
En la dirección http://carbon.cudenver.edu/~mryder/itc_data/idmodels.html Martin Ryder, profesor de la
Universidad de Colorado, mantiene actualizada una página sobre el tema.
24
�Análisis
Diseño
Evaluación Formativa
Desarrollo
Implementación
Evaluación Sumativa
Figura 1.2 Modelo estructural ADDIE. Tomado de (McGriff, 2001)
A pesar de que estos modelos y concepciones han evolucionado según las tendencias
pedagógicas en las que se sustentan, todavía presentan dificultades:
¾
Solo tienen en cuenta la producción de cursos para equipos multidisciplinarios,
eludiendo la participación y superación de los profesores en el proceso.
¾
Ninguna de las fases hace alusión directa a los modelos o tendencias
pedagógicas empleadas y no existe una o parte de ella que se dedique a este
análisis.
¾
No tienen en cuenta las herramientas de autor cómo una vía para disminuir la
dependencia del profesor del equipo de producción.
¾
Aún tienen una marcada influencia conductista.
¾
La concepción que en ellos se manifiesta sobre el profesor que participa en la
producción de los cursos, al considerarlo como especialista totalmente
desarrollado, y no se diagnostican y toman en cuenta sus potencialidades, para
favorecer su superación en la producción de materiales
educativos y
pedagógica general (Collazo, 2004).
La mayoría de las dificultades en la producción de cursos en nuestro país y en otros,
se deben a la adopción de metodologías, concepciones y estrategias de producción de
otros países más desarrollados de manera acrítica. No se debe olvidar que el mayor
desarrollo en esta esfera lo alcanzaron firmas comerciales que se dedicaron a la
25
�facturación de los cursos como otro producto (Álvarez, 2006; Cabero, 2003, 2005; De
Pablos, 2001; Rodríguez, 2004)1.
Otro elemento a tener en cuenta son los problemas de comunicación entre el profesor
y el equipo de producción en los modelos que lo incluyen.
En este trabajo, como se explica más adelante, se propone una concepción teórica
metodológica que rescate parte de la autonomía que siempre han puesto en práctica
los profesores al superarse y elaborar sus cursos. Para ello, se debe concebir no como
un proceso aislado del entorno, mecánico, lineal, pasivo e inalterable, sino más bien
relacionado al contexto, orientador, flexible y en constante revisión crítica, debe
asumirse como un andamiaje que permita integrar los avances de las TIC y las
innovaciones y retos del proceso de enseñanza aprendizaje. (Alvarado, 2003; Collazo,
2004)
El autor considera que en el país están creadas un conjunto de condiciones que
permitirán lograr que el proceso de producción se convierta en una práctica regular de
los maestros y profesores que están en ejercicio y en formación inicial.
1.2 Las herramientas de autor en el proceso de producción de cursos
Como se ha mencionado con anterioridad, la complejidad del proceso de producción
de un curso puede ser reducida apoyándose en herramientas informáticas apropiadas
que automaticen una parte o todo el proceso (Barchino y otros, 2004; Dabbagh,
2001; De Benito y Salinas, 2002; Harris, 2000; Murray y otros, 2003; Daccach,
2006).
Las primeras ideas sobre desarrollo de software educativo aparecen en la década de
los 60 con programas hechos con herramientas de programación (Cataldi, 1999;
Bangs, 2000; Dabbagh, 2001). Surgieron para facilitar esta labor creativa por parte de
los profesores y equipos de producción, pero la realidad mostró inicialmente una
1
Con la educación virtual el concepto de universidades, profesorado y estudiantes puede verse traducido frecuentemente al de
vendedores, suplidores y clientes del proceso y genera una visión de universidad más de empresa que de centro educativo.
26
�escena que fue desalentadora para muchos de ellos, al encontrarse que estas estaban
pensadas para un usuario con amplios conocimientos de informática.
El aumento de la demanda de formación con el uso de las TIC ha propiciado una
mayor
evolución
potenciando
la
investigación
y
el
desarrollo,
por
parte
de
instituciones, universidades y empresas comerciales, de software educativos cada vez
más fáciles de utilizar por los profesores, lo cual no siempre ha estado acompañado de
la suficiente calidad pedagógica.
En este sentido son muchas las aplicaciones desarrolladas que permiten realizar
diferentes tipos de actividades, desde aquellas que se realizan individualmente (como
tutorías, comunicación entre compañeros, tutoriales, simulaciones, etc.) hasta las que
requieren la búsqueda de información o el trabajo en grupo (De Benito, 2000; De
Benito y Salinas, 2002). Esta particularidad ha motivado que existan varias
clasificaciones de los software educativos, pero ninguna sistematizada, entre otras
cosas por el desarrollo y la evolución de estas tecnologías, que han permitido un gran
progreso desde el punto de vista tecnológico, han pasado de aplicaciones monolíticas
y poco modificables a otras distribuidas, modulares y fáciles de modificar.
Para una mayor comprensión, partiendo de las clasificaciones de Landon, McGreal,
Gram y Marks, citados por Bárbara de Benito (y la de esta propia autora), en esta
investigación, se clasifican según el uso y la finalidad que representan para el profesor
(Figura 1.3).
Las herramientas para la creación de materiales educativos y publicación de cursos
son las que denominamos herramientas de autor.
Existen varias definiciones de herramientas de autor, y posiciones diversas en cuanto
a su denominación: herramientas de desarrollo de contenidos, sistemas de autor,
herramientas autorales, herramientas de autor, etc. (Catalina, 2002; Dabbagh, 2001;
Daccach, 2006; De Benito, 2000; De Benito y otros, 2002; Murray y otros, 2003;
27
�Perurrena, 2002; Sauer, 2004; Sussman, 2005); muchas de ellas determinadas por
traducciones deficientes.
Según Bell son herramientas para ayudar a los diseñadores a hacer frente al
incremento de la complejidad en la creación de aplicaciones interactivas (Bell, 1998).
Software
Educativos
Herramientas de
distribución y gestión
de cursos y
estudiantes
Herramientas de
comunicación
Correo
Sistemas de Gestión
de contenidos de
aprendizaje (LMS,
LCMS, CMS)
Universidades
virtuales
Chat
Herramientas de
almacenamiento
Portales
educativos
Centros virtuales
de recursos
Foros
Herramientas para la
creación de materiales
educativos y cursos
Herramientas para la
creación de materiales
educativos
Herramientas para la
creación y publicación de
cursos
Repositorios
Herramientas de
simulación
Figura 1.3 Clasificación de los software educativos
Para Dabbagh son herramientas de desarrollo de software que posibilitan a
diseñadores instructivos, educadores y aprendices diseñar un curso multimedia
interactivo, y ambientes de aprendizaje en hipermedia sin el conocimiento de
lenguajes de programación. Tienen como objetivo aplicaciones educativas que
contengan generalmente, un modelo particular de la tarea en el que el usuario final
debe estar ocupado, así como un modelo del proceso de elaboración del mismo
(Dabbagh,2001). En esta definición se tienen en cuenta dos aspectos muy
importantes, según el punto de vista de este autor: la relación de dependencia de la
28
�herramienta de autor con el modelo pedagógico del curso a crear y con el modelo del
proceso de producción.
Tom Murray las define como aplicaciones que tienen la intención de reducir el esfuerzo
necesario para producir software, cargando con la responsabilidad en los aspectos
mecánicos o la tarea, guiando al autor, y ofreciéndole elementos predefinidos que
puede relacionar conjuntamente para satisfacer una necesidad particular (Educativa)
(Murray y otros, 2003, 341).
Teniendo en cuenta todos estos elementos se entiende por herramientas de autor,
software educativos que reducen el esfuerzo necesario a realizar por los profesores,
maestros, educadores, etc., ofreciéndoles indicios, guías, elementos predefinidos,
ayudas y una interfaz amigable para crear materiales educativos y/o cursos en
formato digital.
En la actualidad existe una gran cantidad de ellas, productos y servicios comerciales
con características similares que no tienen un progreso educativo distintivo y donde
las diferencias están en su diseño no en su uso (Harasin, 2000). Hay poca cualidad
distintiva entre los software educativos basados en la Web.
Para
mejorar
características
estas
dificultades
varios
autores
establecieron
una
serie
de
que deben tener las herramientas de autor para que respondan
adecuadamente a los procesos de producción (De Leeuwe, 2002; Hall, 2002; Murray y
otros, 2003; Catalina, 2002):
¾
Alta compatibilidad. Genérico y reutilizable
¾
Fácil uso, edición WYSIWYG1 y vista previa del producto
¾
No exigen elementos adicionales
1
Es el acrónimo de “What You See Is What You Get” (en español, "lo que ves es lo que obtienes"). Se aplica a los
procesadores de texto y otros editores de texto con formato (como los editores de HTML) que permiten escribir un
documento viendo directamente el resultado final, frecuentemente el resultado impreso. Se dice en contraposición a otros
procesadores de texto, hoy en día poco frecuentes, en los que se escribía sobre una vista que no mostraba el formato del
texto, hasta la impresión del documento (http://en.wikipedia.org/wiki/WYSIWYG)
29
�¾
Compatibilidad, Abierta, Independiente
¾
Sencillez
¾
Modularidad
¾
Facilitan el diseño pedagógico del curso
¾
Elevada automatización de tareas
¾
Varios niveles de ayuda
¾
Accesibilidad a discapacitados
¾
Independientes de la plataforma, material en sitios remotos o locales
¾
Conexión no permanente
Pero en la actualidad ya no son suficientes
Una revisión de varias herramientas de autor, algunas utilizadas en nuestros centros
de educación superior, pusieron al descubierto que, al igual que la mayoría de las
existentes en todo el mundo, tienen serias deficiencias en las ayudas que brindan a
sus usuarios. Solo cuentan con un simple manual que describe sus comandos, pocas
incluyen tutoriales o ejemplos que faciliten el aprendizaje requerido para su uso o el
de los modelos pedagógicos en los cuales se basan los cursos a elaborar. En muchas
ocasiones, las concepciones de desarrollo de la interfaz de usuario dejan mucho que
desear, complicando el progreso del autor.
Otra de las características menos favorecidas es la referida a facilitar el diseño
pedagógico del curso, elemento clave para la consecución de la actividad por el
usuario. A pesar del desarrollo alcanzado por las herramientas de autor y la diversidad
de formatos existentes, no puede decirse que constituya un tema agotado.
En Cuba se han realizado varias investigaciones para la creación de herramientas de
autor que permitan la elaboración de los cursos en formato digital de manera más
30
�productiva y económica, brindando posibilidades de renovar el contenido de los cursos
y los métodos pedagógicos utilizados. Entre ellas se encuentran:
La herramienta autoral HERA en la Universidad de La Habana: necesaria para el
desarrollo de la educación virtual, ya que tributa a dotar al profesor no solo de
herramientas sencillas y fáciles de usar, sino que elevan el nivel de conocimiento
acerca de las TIC, la virtualidad y la pedagogía (Alfonso, 2005).
Sepad y Aprendist de las plataformas de Teleformación del mismo nombre de la
Universidad de Villa Clara y la Cujae, respectivamente cuya función es organizar los
materiales que han sido creados con otras herramientas.
En el caso del CREA1, también ha desarrollado alternativas para apoyar el proceso de
producción de los modelos empleados.
Para el modelo pedagógico tecnológico UAC2, se elaboró un asistente fruto de la
investigación de Ramón Collazo en su tesis de doctorado; cuya finalidad es la de
organizar el trabajo del profesor en la elaboración de los materiales a entregar al
equipo de producción.
Entre sus virtudes está la de abarcar tanto los elementos tecnológicos necesarios para
organizar la información como los pedagógicos, aportando a juicio del autor una ayuda
indispensable al profesor sobre el modelo pedagógico tecnológico UAC y una
concepción basada en el aprendizaje desarrollador que contribuye a una mayor
inserción y superación del profesor en esta etapa del proceso.
Casi todas estas herramientas son utilizadas para apoyar el modelo de producción de
cursos que incluyen equipos de producción.
A partir de las consideraciones anteriores y las necesidades de generalización del
modelo UAC, se arribó a la necesidad de elaborar una herramienta de autor bajo una
nueva concepción del modelo de producción de cursos individual como una vía
1
2
Centro de Referencia para la Educación de Avanzada.
Modelo pedagógico tecnológico Universidad para la Autoeducación Cujae.
31
�alternativa para el desarrollo de la educación en el país y, al mismo tiempo de la
superación de los profesores.
1.3 La actividad independiente del profesor en la producción de cursos
La escuela cubana, como fuente inagotable de experiencias en la formación de las
nuevas generaciones, enfrenta los retos de una época que evoluciona bajo la égida de
la Sociedad de la Información y el Conocimiento, de ahí la necesidad de renovar
constantemente
métodos
y
estilos
de
trabajo
que
estén
dirigidos
a
lograr
transformaciones duraderas en todos los niveles de la actividad de enseñanza
aprendizaje. En estas circunstancias, la superación del docente a lo largo de su
actividad profesional es de gran importancia.
El profesor ha contado siempre con independencia en su superación en los temas
relacionados con su especialidad, cualidad no siempre extendida a otras áreas. Por
tanto, estimular su independencia cognoscitiva, como resultado de su autoeducación,
en los temas relacionados con las TIC y la pedagogía es fundamental para las
condiciones actuales de la educación, donde debe ocupar un papel de mayor
relevancia en la producción de cursos.
Se considera que los profesores deben asumir un carácter activo y consciente en su
propio aprendizaje y en la comunicación con los otros en este campo, los
procedimientos
para
desarrollar
estrategias
de
aprendizaje
deben
permitirles
apropiarse de categorías universales, que les garantizarán una mayor comprensión de
la esencia de la producción de cursos, de las causas, de los nexos, de las relaciones,
de lo casual y lo necesario (Solís, 2005).
De igual forma es conocido y demostrado que la apropiación de estrategias de
aprendizaje es sumamente importante para que el individuo pueda asumir de manera
independiente la actualización y especialización de sus conocimientos, habilidades y
modos de comportamiento (Castellanos, 2006; Hernández, 2002, Monereo, 1998;
Solís, 2004). No solo aquellas orientadas a la búsqueda, procesamiento y fijación de la
32
�información tanto oral como escrita, así como otras habilidades generales; por
ejemplo, la organización y planificación del tiempo, identificada como recurso que
condiciona el aprovechamiento al máximo de las potencialidades humanas, sino
aquellas más específicas relacionadas con la actividad a realizar. En este caso aquellas
relacionadas con la producción de cursos en formato digital, actividad de vital
importancia para la educación en la actualidad.
1.3.1 La actividad independiente del profesor
Son varios los investigadores que sostienen que el profesor debe aprender a ajustar
su acción a las nuevas condiciones de la Teleformación e integrarlas a un proceso
pedagógico que responda a una tendencia desarrolladora (Collazo, 2004; Del Toro,
2006; Fariñas, 2006; Solís y Zilberstein, 2005; Zilberstein, 2004). Pero, debido a la
complejidad y dificultades del proceso de introducción de las TIC en la educación,
todavía se observa una gran reticencia a enfrentar esa labor.
Otros han revelado la importancia de la actividad independiente del individuo, su
significación en la sociedad y, en la búsqueda y asimilación de nuevos conocimientos
(Pidkasisti, 1986, Castillo, 2003, Majmutov, 1983; Navarrete, 1996; Quiñones, 2004),
y como vía fundamental para que el aprendizaje se convierta en desarrollador
(Imbert, 2001; Mena, 2001; Zilberstein y otros, 2004, 2005). Por lo que tiene un gran
valor para el proceso de enseñanza-aprendizaje condicionando al individuo como
sujeto de su propio aprendizaje.
Una adecuada concepción de la actividad y de las condiciones en que esta se
desarrolla son determinantes en la anticipación de los resultados de la Teleformación y
en particular en la actividad del profesor.
Como actividad se entiende, los procesos mediante los cuales el individuo,
respondiendo a sus necesidades, se relaciona con la realidad adoptando determinada
actitud hacia la misma (Lanuez y Pérez, 2005; González, 1995). En esta definición se
destacan dos puntos fundamentales: la importancia de las necesidades del individuo
33
�en este proceso y que es a través de ella que el hombre se relaciona con la realidad y
la transforma.
Según el psicólogo soviético A. N. Leontiev: “la actividad regularmente es realizada
mediante un cierto conjunto de acciones subordinadas a objetivos parciales, que
pueden ser sustraídos del objetivo general; en este caso, lo característico de los
grados superiores de desarrollo consiste en que el papel de objetivo general lo realiza
un motivo conciente, que se transforma en virtud de su carácter consciente en un
motivo – objetivo” (Leontiev, 1981, 85). De aquí la importancia de la orientación y la
motivación en la realización de una actividad específica. En particular en la producción
del curso, donde la necesidad del profesor de estar a la altura de las nuevas
condiciones, que le permitan dirigir acertadamente la actividad cognoscitiva del
estudiante se concretan en el motivo que lo impulsa.
Las acciones son los componentes de la actividad que se caracterizan por un objetivo
intermedio independiente. Las operaciones son los procedimientos para cumplir las
acciones, forman la composición técnica de la acción, y dependen siempre de las
condiciones en que se logra el objetivo planteado. En virtud de ello la acción no solo
responde a su objetivo directo, sino a las condiciones en que este objetivo está dado.
En correspondencia los conocimientos que adquiere un individuo, se obtienen en la
actividad, a través de las acciones. Desde este punto de vista el individuo que aprende
debe tener cierta instrumentación cognoscitiva, métodos, procedimientos, hábitos,
etc.; cierta experiencia cognoscitiva que le permita lograr los objetivos.
En el caso del profesor universitario en general, tiene experiencia en la preparación e
impartición de las asignaturas de su especialidad, lo que sin duda le ha permitido
apropiarse de ciertos instrumentos cognoscitivos y estrategias, experiencia básica
necesaria para enfrentarse a la producción del curso con determinadas ayudas y
orientaciones. Por tanto, la adquisición por parte de los profesores de las acciones
34
�cognoscitivas y la instrumentación necesaria para la producción del curso están
ligadas a la correspondiente organización del proceso.
El profesor, el sujeto que enseña, tiene a su cargo la dirección del proceso de
enseñanza aprendizaje, en tanto debe planificar, organizar, regular, controlar y
corregir el aprendizaje del alumno y su propia actividad (Tristá, 1985; Reyes, 1999;
citados por Vidal, 2005). Entendiéndose su propia actividad como aquella que no está
relacionada directamente con el alumno.
Su peculiaridad, es que transforma no un objeto material inanimado, sino un ser
humano, una persona que se modifica a sí misma con la ayuda de otras personas más
capaces. Es por ello que el objeto de la actividad del profesor no es exactamente el
alumno, sino la dirección de su aprendizaje (Vidal, 2005; Gómez, 2000); el cuál es
cada vez más mediado por la tecnologías.
Podemos resumir que la actividad del profesor en la Teleformación tiene como objeto
la dirección del proceso de enseñanza aprendizaje, del cual el proceso de producción
del curso es un elemento fundamental.
Teniendo en cuenta que la actividad independiente constituye una vía
para el
desarrollo de habilidades y hábitos indispensables para la realización de un proceso
de autoeducación permanente, y convertirse en un medio eficaz para la adquisición de
conocimiento (Chávez, 2006; Montero, 2006; Navarro, 2005; Rojas, 1978; Pidkasisti,
1986; Talízina, 1984) se analizará en una tarea concreta: la producción del curso.
Para Pidkasisti la actividad independiente es un sistema
cuyos subsistemas son las
acciones; su contenido se asimila y se adquiere en la actividad, y se caracterizan por
lo siguiente:
¾
Revelar un hecho nuevo o fenómeno y sus características.
¾
Sistematizar los hechos.
¾
Examinar en un objeto conocido lo que no ven otros.
35
�¾
Establecer los vínculos principales y las regulaciones del desarrollo del
fenómeno y del acontecimiento.
¾
Determinar las vías para buscar los hechos científicos y poner de relieve su
esencia mediante la generalización primaria al comparar, confrontar y
contraponer los hechos.
¾
Poner de manifiesto los nuevos casos a fin de revelar lo general en lo concreto.
¾
Solucionar las tareas en situaciones distintas.
¾
Formular el problema.
¾
Formular la hipótesis de trabajo.
¾
Motivar la elección de la solución, valorarla.
¾
Buscar el método para chequear la solución y determinar el valor íntegro de los
fenómenos, etc. (Pidkasisti, 1986, 83).
Sobre la base de estas acciones se logra la habilidad para cumplir la actividad
cognoscitiva en el nivel de las generalizaciones teóricas, permiten valorar las
situaciones y tareas de estudio, elaborar una actitud adecuada en relación con estos,
elegir con certeza la solución, valorar su elección y dar una motivación a la solución
adoptada (Pidkasisti, 1986).
En el proceso de enseñanza aprendizaje, las acciones actúan como habilidades
generalizadoras de la persona que aprende, que le permiten separar en el proceso de
la actividad propia, los objetos y las acciones y correlacionar el método de
cumplimiento de estás acciones con las condiciones concretas de su realización
(Pidkasisti, 1986).
La actividad independiente vista como proceso, se caracteriza por la separación en la
tarea de los objetivos generales y particulares, la selección y determinación de los
métodos adecuados para la aplicación de la acción en su solución y el cumplimiento de
las operaciones de control respecto a si los métodos aplicados, la solucionan o no.
36
�Neris Imbert resume todas estas características definiendo la actividad independiente
como “la medida en que las acciones planificadas por el maestro para ser realizadas
por el alumno promueven en este último el desarrollo de las habilidades, los
conocimientos, actitudes y cualidades para aprender y actuar con autonomía, lo cual
no quiere decir que la actividad sea realizada por cada estudiante solo” (Imbert, 2002,
159).
Su fuente de estímulos internos es la intensificación y movilización de las acciones
mentales generada por el planteamiento de problemas y la organización racional de
las tareas (Mena, 2001). Estas consideraciones indican la necesidad de fomentar la
realización de este tipo de acciones por el profesor en el proceso de producción de
cursos.
Tomando como base las acciones planteadas por Collazo en su tesis de doctorado y el
esquema de producción de cursos ADDIE, se analizó cuáles de ellas realiza el profesor
en dependencia del modelo de producción que utilice para elaborar el curso (Figura
1.4).
100
%
80
60
Encargo
Colaborativo
40
Individual
20
An
ál
is
is
D
is
eñ
o
D
es
ar
Im
ro
pl
llo
em
en
ta
ci
ón
Ev
al
ua
ci
ón
0
Figura 1.4 Acciones realizadas por el profesor en el proceso de producción de cursos
en formato digital en dependencia del modelo adoptado.
37
�En la fase de análisis el profesor realiza todas las acciones de forma independiente en
los tres modelos, debido a que es él, quién realmente sabe lo que debe ser aprendido.
Pero en las demás fases la mayoría de las acciones las ejecuta el equipo de
producción, excepto en el modelo individual.
Estos elementos indican que el modelo de producción individual puede favorecer la
actividad independiente del profesor si las acciones realizadas, fomentan el desarrollo
de su autoeducación en el proceso.
Para ello, la producción del curso como tarea de aprendizaje del profesor debe prever
la necesidad de formar componentes nuevos de la actividad, o aplicar otro método en
las condiciones de una situación variada. En su esencia, debe plantear la necesidad de
emprender acciones más complejas que conduzcan a la elaboración de una estrategia
original y de los métodos de su resolución, estableciendo un contacto necesario con
las acciones conocidas y apoyándose en ayudas y orientaciones que se ofrezcan.
En estos casos los conocimientos, los métodos de la acción y toda la conducta que
reproduce y aplica el profesor, son vistos como métodos propios para orientarse en
su actividad, que son significativos para él desde el punto de vista personal y están
sujetos a su autovaloración; determinando que el sujeto de la acción trace un plan
para el cumplimiento de las acciones encaminadas a solucionar la tarea y la relacione
con la realidad, destacando cierto predominio en la planificación, regulación y
control en la actividad (Pidkasisti, 1986).
La presentación del proceso de producción de cursos como una tarea en forma de
problema, crea las condiciones necesarias para un proceso de aprendizaje productivo
con la intensificación y movilización de las acciones mentales como fuente de
estímulos internos de la actividad independiente.
Esta tarea debe estar encaminada a que el profesor descubra la esencia de nuevos
conceptos y relaciones así como de procedimientos o modos de actuación para
solucionarla, según su propio estilo de aprendizaje y sus necesidades específicas,
38
�desarrollando y entrenando sus estrategias de aprendizaje, favoreciendo su actuación
independiente y su independencia cognoscitiva al elevar su autocontrol e intereses
cognoscitivos.
Todas
estas
particularidades
de
las
acciones
que
caracterizan
la
actividad
independiente referidas a la planificación, la valoración, la respuesta sobre la base de
las condiciones, el hecho que se desarrollan junto a los contenidos en un contexto
determinado, que son concientes, dirigidas a solucionar un objetivo y tienen un fuerte
componente motivacional y personal; muestran su correspondencia con
las
estrategias de aprendizaje. De ahí su importancia para favorecer la actividad
independiente del profesor en la producción de cursos en formato digital y del
reanálisis del proceso para convertirlo en una guía para el uso estratégico o regulativo
de los procedimientos a partir de la identificación y ejercitación de las acciones que lo
componen.
Existen numerosas definiciones de estrategias de aprendizaje. En este trabajo se
adopta la definición enunciada en el proyecto UAC1 que las considera “procedimientos
para la autoeducación, de los que la persona se apropia en la actividad y la
comunicación y le permiten alcanzar metas superiores.
Se perfeccionan y se
transfieren al constituirse en recursos de autorregulación, control y valoración en el
propio
aprendizaje,
a
partir
de
un
componente
motivacional
importante.
Se
desarrollan tanto en el proceso de estudio que realiza la persona en su actividad
cognoscitiva independiente o con ayuda de otros (docentes, estudiantes y otras
personas) lo que contribuye a la formación de cualidades de su personalidad”
(Zilberstein y otros, 2004, 72).
Se elige esta definición porque:
¾
Destaca el carácter consciente y autodeterminado de la persona ante la
solución que requiere cualquier tarea;
1
Modelo pedagógico tecnológico Universidad para la Autoeducación Cujae.
39
�¾
Enfatiza su dependencia de la historia personal de cada individuo, así cómo de
las condiciones concretas de realización de la misma;
¾
Implica un alto componente motivacional;
¾
Por el predominio de la planificación, regulación y control que implica.
¾
Se adquieren en el proceso de aprendizaje y se asocian a la formación de
cualidades de la personalidad.
Se clasifican en función del grado de generalidad que tienen: macroestrategias y
microestrategias; del dominio del conocimiento al que se aplican: estrategias de
comprensión de textos, estrategias de solución de problemas; del tipo de aprendizaje
que favorecen: estrategias de memoria, estrategias para el aprendizaje significativo,
entre otras.
Según su funcionalidad, se han diferenciado entre estrategias para comprender
información y para recuperarla; entre estrategias para retener, comprender y
comunicar la información o entre procedimientos para observar y comparar, ordenar y
clasificar, representar, retener y recuperar, interpretar, inferir y transferir y evaluar
(Solís, 2004).
Aunque para muchos autores lo más importante en ellas es explicar el para qué tareas
o demandas viables, útiles y eficaces; para qué materiales, dominios y temáticas son
valiosas; cuándo y cómo utilizarlas, y qué cualidades y valores contribuyen a formar
en los estudiantes en su contexto histórico-cultural concreto (Castellanos, 2006;
Zilberstein y otros, 2004; Solís, 2004; Solís y Zilberstein 2005).
Son sumamente importantes para que el individuo pueda asumir de manera
independiente la actualización y especialización de sus conocimientos, habilidades y
modos de comportamientos (Castellanos, 2006; Hernández, 2002; Solís, 2004). No
solo aquellas orientadas a la búsqueda, procesamiento y fijación de la información
40
�tanto oral como escrita, si no las más específicas relacionadas con la actividad a
realizar.
Debido a ello la aspiración básica de la educación debería ser el garantizar un sistema
de influencias y situaciones de aprendizaje que garanticen el dominio de estrategias
de aprendizaje por parte de los aprendices, así como la motivación por hacer uso de
las mismas de una manera permanente en la vida, como propone el modelo UAC.
Por tanto, teniendo en cuenta que:
¾
La actividad independiente constituye una vía para el desarrollo de acciones
indispensables para la realización de un proceso de autoeducación permanente,
y convertirse en un medio eficaz para la adquisición de conocimiento (Chávez,
2006; Montero, 2006; Navarro, 2005; Rojas, 1978; Pidkasisti, 1986; Talízina,
1984).
¾
La apropiación de estrategias de aprendizaje es sumamente importante para
que el individuo pueda asumir de manera independiente la actualización y
especialización de sus conocimientos, habilidades y modos de comportamientos
(Castellanos, 2006; Hernández, 2002; Monereo, 1998; Solís, 2004).
¾
La orientación y el uso reflexivo de procedimientos, así como de modos de
actuación para solucionar tareas favorecen la actividad independiente del
sujeto, (Arteaga, 2002).
¾
La
correspondencia
entre
las
acciones
que
componen
la
actividad
independiente y las estrategias de aprendizaje.
¾
La interacción del sujeto en la autoeducación es consigo mismo.
Entendemos por actividad independiente en el proceso de producción de cursos
al conjunto de acciones, muchas de las cuales se identifican como estrategias de
aprendizaje, planificadas y realizadas por el sujeto de acuerdo a sus necesidades y
41
�potencialidades para la elaboración de un curso en formato digital cuyo resultado
favorece su autoeducación en el proceso.
En consecuencia se debe propiciar, a través del proceso de producción del curso que el
profesor se apropie de estrategias de aprendizaje y mecanismos de acción que le
ayuden a comprender y solucionar esta tarea, lo que crea las condiciones para la
asimilación consciente de conocimientos, hábitos, habilidades y desarrollar la
independencia cognoscitiva en el tema.
En resumen, la introducción de las TIC en el contexto educativo con su dinámica de
desarrollo motivó el surgimiento del proceso de producción de cursos, en el cual un
grupo de especialistas elabora los materiales educativos en formato digital, diseñados
por el profesor, para ser usados en el proceso de enseñanza aprendizaje. Pero debido
a las
dificultades experimentadas en la Teleformación con la elaboración de
materiales educativos y al aumento de la demanda de este tipo de educación, existe
una tendencia a involucrar de manera más activa al profesor en el proceso, lo cual
requiere de una mayor y mejor preparación.
Los análisis realizados permiten identificar las posibilidades del modelo de producción
individual para favorecer la actividad independiente del profesor en la producción de
cursos, no obstante las concepciones actuales y las herramientas de autor existentes
no satisfacen todas las expectativas.
Para favorecer la actividad independiente del profesor en el proceso de producción de
cursos es imprescindible su transformación para convertirlo en una guía, ofreciendo
orientaciones y ayudas, que permitan el uso estratégico o regulativo de los
procedimientos a partir de la identificación y ejercitación de las acciones que lo
componen.
42
�II.- CONCEPCIÓN METODOLÓGICA DE LA INVESTIGACIÓN Y ESTADO ACTUAL
DEL OBJETO DE INVESTIGACIÓN
En este capítulo se detallan los aspectos relacionados con la metodología de la
investigación,
el
trayecto
seguido
para
obtener
las
evidencias
del
problema
investigado y los resultados del diagnóstico realizado a los profesores sobre el
proceso.
Se llevó a cabo en el período de 2004-2007, dirigido a obtener los elementos
esenciales que caracterizan la actividad independiente de los profesores en la
producción de cursos en formato digital en los Centros de Educación Superior
seleccionados.
2.1 Concepción metodológica de la investigación
Esta investigación se desarrolló en sus inicios como parte del Proyecto Universidad
para la Autoeducación Cujae (UAC) realizado por el CREA y, presentado y aprobado en
la convocatoria de proyectos del Programa Nacional del CITMA “La Sociedad Cubana.
Retos y Perspectivas hacia el Siglo XXI”.
Se
apoyó
en
el
consecuentemente
enfoque
metodológico
general
dialéctico
materialista,
y
se estudiaron las características del proceso de producción de
cursos, su origen, evolución y desarrollo, sus nexos universales, y las contradicciones
internas que se manifiestan en el mismo, en busca de su transformación práctica.
Los métodos de investigación aplicados para el diagnóstico del problema abordado
permitieron obtener la información necesaria que posibilitó la elaboración de la
concepción para favorecer la actividad independiente del profesor en la producción de
cursos en formato digital.
En general el trabajo de investigación constó de cuatro etapas:
1. Etapa de determinación del marco teórico referencial (años 2004 y 2005)
Marca el origen de la situación problemática y la identificación del problema científico
a investigar. Surgió como consecuencia del estudio de fuentes documentales, la
observación del proceso llevado a cabo en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de
43
�Moa “Antonio Núñez Jiménez” (ISMMM), la experiencia documentada de la producción
de cursos a distancia hecha por el CREA del modelo pedagógico tecnológico
Universidad Virtual Cujae, de la observación participante en la elaboración de cursos
en
formato
digital
del
modelo
tecnológico
pedagógico
Universidad
para
la
Autoeducación Cujae, de las investigaciones incluidas en este proyecto1, el proceso de
Universalización de la Universidad y de reestructuración de los planes de estudio de la
Educación Superior Cubana, en los cuales la semipresencialidad adquiere un mayor
significado. Todo esto estrechamente relacionado con la delimitación de las acciones
que debe realizar el profesor para producir un curso en formato digital.
Se determinó el tema de investigación, y se revisaron otros trabajos que se han
desarrollado en esta dirección para conocer las soluciones anteriores y orientarse en
las nuevas vías para resolverlos. Momento importante en esta etapa resulta el diseño
teórico metodológico que precisa los pasos a seguir para desarrollar el proyecto con
un criterio riguroso de organización científica. Se precisó la metodología a seguir en el
proceso de diagnóstico de la problemática relacionada a la producción de cursos.
2. Etapa de diagnóstico y obtención de datos (años 2004-2007)
Una vez determinado lo teórico y lo metodológico se concreta la investigación.
Consiste en la aplicación de los diferentes métodos planeados en el diseño con vistas a
lograr el resultado. El análisis y procesamiento de la información tiene una importancia
capital en la medida en que en primer lugar integra y valora la información
seleccionada y en dependencia de la estrategia (cualitativa o cuantitativa) es preciso
utilizar la metodología adecuada a los efectos. Su adecuada organización garantiza la
exactitud de los datos de partida así como de los resultados esperados.
Para el diagnóstico se escogieron la Cujae y el ISMMM debido a que:
1
¾
Ambas son universidades, con carreras de ciencias técnicas.
¾
Oportunidad de participar en ambos procesos para la producción de cursos.
Tesis de grado de los doctores Ramón Collazo, Yohandra Solís, Iván Michel y Héctor Zumbado.
44
�¾
Utilizan modelos de producción diferentes permitiendo contrastar las opiniones
y los resultados obtenidos.
¾
Identificar dificultades más generales que se presentan independientemente
del modelo de producción empleado.
¾
Son
las
universidades
donde
se
implementarán,
fundamentalmente
los
resultados de la investigación.
Para la obtención de los datos necesarios de acuerdo a la naturaleza del problema se
optó por la selección de las siguientes técnicas:
¾
Observación participante.
¾
Realización de entrevistas y encuestas para conocer las opiniones de los
profesores sobre la problemática abordada.
¾
Observación.
3. Etapa de elaboración de la concepción teórica metodológica
Se concreta la elaboración de la concepción teórica metodológica para favorecer la
actividad independiente del profesor en el proceso de producción de cursos, sobre la
base del diagnóstico realizado. Comprende:
¾
Análisis sistémico de los presupuestos teóricos asumidos.
¾
Identificación y elaboración de las exigencias principales de la concepción.
¾
Diseño del esquema del proceso de producción, identificación de las etapas y
acciones necesarias.
¾
Identificación y modelación de estrategias de aprendizaje del profesor.
¾
Identificación de las características de las herramientas de autor.
4. Etapa de validación de la concepción
En realidad fue un proceso que contó con varios momentos, y que se resumen en una
encuesta a expertos para comprobar el cumplimiento del objetivo previsto y realizar
los ajustes necesarios para su perfeccionamiento.
También se
pretende estructurar un estudio de casos a partir de la elaboración de
una herramienta de autor en que se implemente la concepción, e implicar a algunos
45
�profesores que deseen desarrollar cursos con el modelo UAC. En la figura 2.1 se
muestra el esquema de la concepción metodológica de la investigación.
Variables, indicadores, universo, población y muestras utilizadas
El universo estudiado estuvo constituido por los profesores que forman el claustro de
la Cujae1 894 y ISMMM2 192 para un total de 1086. En el proceso de investigación se
tomaron diferentes poblaciones y muestras, para obtener la información necesaria en
función de las tareas científicas elaboradas.
Se utilizó el instrumento y los resultados obtenidos por el profesor Ramón Collazo
como parte de la investigación realizada para su tesis de doctorado, en una muestra
de 134 profesores de la Cujae en el 2004. Este instrumento se aplicó también a una
muestra de 28 profesores del ISMMM en el 2005, representando aproximadamente el
15% de la población (Anexo II.1). Las muestras utilizadas fueron no probabilísticas, y
su selección aleatoria, teniendo en cuenta que los resultados no son generalizables
para toda la población y serán utilizados como una alternativa más dentro de los
planes y estrategias de introducción de las TIC.
Los resultados finales de esta muestra revelan una composición representativa, por
facultades, asignaturas, por categorías docentes y por años de experiencia.
1
2
Fuente: (Collazo, 2004, 41)
Informe de Recursos Humanos del ISMMM, 2004
46
�CONCEPCIÓN METODOLÓGICA DE LA INVESTIGACIÓN
INTRODUCCIÓN DE LAS TIC EN EL PROCESO EDUCATIVO
HERRAMIENTAS
DE AUTOR
UAC
AUTOEDUCACIÓN
ACTIVIDAD
INDEPENDIENTE
DEL PROFESOR
MODELOS
ACTORES
CURSO EN
FORMATO
DIGITAL
ESTRATEGIAS DE
APRENDIZAJE
CARACTERIZACIÓN DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE CURSOS EMPLEADOS EN LA CUJAE Y EL
ISMMM EN DEPENDENCIA DE LA ACTIVIDAD INDEPENDIENTE DEL PROFESOR.
CARACTERIZACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE AUTOR UTILIZADAS EN LA CUJAE Y EL ISMMM.
RESULTADOS
EXIGENCIAS
PRINCIPALES
ESTRATEGIAS DE
APRENDIZAJE
ESTRUCTURACIÓN
DEL PROCESO DE
PRODUCCIÓN DE
CURSOS
CARACTERÍSTICAS
DE LAS
HERRAMIENTAS DE
AUTOR
CONCEPCIÓN TEÓRICA METODOLÓGICA DEL
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CURSOS EN FORMATO
DIGITAL
VALORACIÓN DE LA CONCEPCIÓN
MÉTODOS TEÓRICOS
Análisis Histórico Lógico
Análisis y Síntesis
Inducción y Deducción
Enfoque de Sistema
Modelación
MÉTODOS EMPÍRICOS
Encuesta
La Observación
Entrevistas
Consulta a expertos
Estudio de Casos
Figura 2.1 Metodología de la investigación
47
ENFOQUE HISTÓRICO CULTURAL
PROCESO DE
PRODUCCIÓN
DE CURSOS
�Además, se utilizó otra muestra de 31 profesores del ISMMM que habían elaborado al
menos un curso en formato digital para la plataforma Microcampus y a
nueve
profesores de la Cujae de una población de 33 que habían realizado cursos hasta ese
momento empleando el modelo colaborativo del CREA (año 2006), para diagnosticar
sus conocimientos sobre el proceso a posteriori.
Para el enriquecimiento y validación teórica de la concepción se empleó el método de
consulta a expertos (Método Delphy). La muestra estuvo constituida por profesores de
diferentes centros de Educación Superior, como especialistas con experiencia y
conocimientos en el tema de estudio. El total de la muestra fue de 13 expertos.
Se analizó que 13 expertos eran adecuados, si se tenía en cuenta la necesidad de que
los profesores involucrados tuvieran conocimientos sobre el proyecto UAC, atendiendo
a que en la selección de los expertos se debe tener en consideración si están
trabajando en la temática que se aborda, la responsabilidad de dirección que tienen y
la posibilidad real de participación en las encuestas (Campistrous y Rizo, 1998).
También se valoró la efectividad de la concepción mediante un estudio de casos, en el
cual se pudieron implicar a tres profesores.
En la exploración y descripción de las acciones realizadas por el profesor en la
producción de cursos se utilizó el método de observación participante efectuada
durante el período de trabajo en el proceso de producción de los cursos del modelo
UAC, teniendo como fuentes los análisis en sesiones sistemáticas de trabajo con los
miembros del proyecto y las reuniones periódicas de las incidencias en el proceder de
los profesores durante la realización de las actividades.
En la investigación se triangularon las fuentes de información y sujetos en el
diagnóstico de la muestra tomada.
Teniendo en cuenta las implicaciones de los planteamientos realizados por el
investigador soviético Pidkasisti, para que las acciones realizadas en la producción de
cursos en formato digital forme parte de la actividad independiente del profesor y que
los conocimientos a alcanzar sean significativos, este debe conocer el objeto y saber
48
�como trabajar con él (Pidkasisti, 1986). Es decir, el docente debe conocer las
concepciones y metodologías utilizadas y las herramientas informáticas a usar en el
proceso de producción de cursos que le permitan tomar decisiones sobre los métodos
a emplear para resolver el problema en dependencia de las condiciones existentes en
su centro o entorno.
Las variables utilizadas en la investigación son las siguientes.
1. Conocimiento de las concepciones y modelos para la producción de cursos en
formato digital.
¾
Experiencia en la elaboración de materiales educativos en formato digital.
¾
Conocimiento de las concepciones y modelos para la producción de cursos en
formato digital.
¾
Cursos en formato digital realizados.
2. Apoyos, orientaciones y ayudas recibidas para la producción de cursos.
¾
Software educativos utilizados en la producción del curso.
¾
Ayudas y orientaciones proporcionadas por los software empleados en la
producción del curso.
¾
Estrategia de superación del centro (tipo de superación recibida).
¾
Proyección institucional con respecto al proceso.
3. Acciones realizadas por el profesor en el proceso de producción del curso.
2.2 Estado actual de la producción de cursos en la Cujae y el ISMMM
En el diagnóstico sobre el estado de la preparación de los profesores para desarrollar
la Teleformación realizado por Collazo en la Cujae y por el autor en el ISMMM (Anexo
II) se manifiesta desconocimiento de varios aspectos del proceso por una gran parte
de los profesores. En las respuestas son evidentes las limitaciones en los aspectos
teóricos de la Teleformación, con ciertas diferencias entre ambas instituciones (figura
2.2).
Un 77% describe sus conocimientos de este aspecto entre nulo y bajo, y un 56.79%
indican que no tienen ninguna experiencia en esta modalidad educativa. Pero, es
49
�favorable que el 48.77%
dice haber preparado algún curso y el 42.59% haberlo
impartido con el uso de las TIC. Es decir, el 45.66% de la muestra ha utilizado las TIC
en el proceso de enseñanza aprendizaje, aunque sea para apoyar la enseñanza
tradicional (Anexo II-1).
60
% profesores
50
40
ISMMM
30
Cujae
20
10
0
Nulo
Muy bajo
Bajo
Alto
Muy alto
Figura 2.2 Conocimientos teóricos acerca de la Teleformación, de los profesores
Otro aspecto muy significativo es la conciencia de la muestra en la necesidad de su
superación para la utilización de las TIC que deben emplear en el aula y en el
entramado sociocultural en el que se desenvuelve, de forma que estas se conviertan
en verdaderos recursos didácticos de la creación de cursos innovadores para la
enseñanza y el aprendizaje.
La motivación de los profesores es alta. Las encuestas muestran (figura 2.3) que para
el 84.57% supondría un reto interesante demostrar que puede aprender a desarrollar
cursos a distancia basados en el uso de las TIC (3.8); el 85.80%
piensa que los
cambios que implican desarrollar un proceso de enseñanza-aprendizaje en la
Teleformación, enriquecen su experiencia profesional (3.5) y el 96.91% considera que
necesitan ser preparados para realizar la Teleformación (Anexo II-3).
50
�% de profesores
100
80
3.5
60
3.8
40
3.18
20
0
Motivado
No Motivado
Sin Criterio
Figura 2.3 Motivación de los profesores para enfrentar el proceso
El análisis documental permitió comprobar que existe la proyección de introducir las
TIC en el proceso de enseñanza-aprendizaje y convertir la Intranet en una
herramienta de trabajo para el profesor en los centros escogidos, pero las acciones
para llevarla a cabo no son siempre las adecuadas.
En ambas instituciones se hace referencia a la creación, desarrollo y consolidación de
la Intranet de cada área, al mejoramiento constante de sus conexiones, el desarrollo
de nuevos servicios sobre la red en la línea de la gestión del conocimiento y
aplicaciones
multimedia,
la
creación
de
laboratorios
informatizados
y
aulas
especializadas, alcanzar con la red todas las áreas internas y externas pertenecientes
al Instituto y la preocupación por la satisfacción de los estudiantes en los servicios que
oferta la Intranet; entre otros.
En la Cujae se creó un centro de estudios para dirigir las iniciativas y el programa
general de introducción de las TIC: el Centro de Referencia para la Educación de
Avanzada (CREA). Como parte del trabajo de este Centro se desarrollaron varios
proyectos: Universidad Virtual Cujae (UVC)1, Universidad para la Autoeducación Cujae
(UAC) y el
Programa de Teleformación de la Cujae; para enfrentar los retos que
impone el proceso de Universalización de la enseñanza, el surgimiento de experiencias
significativas en diferentes áreas del instituto y la necesaria e impostergable aplicación
de las TIC en el proceso fundamental de la universidad, la formación.
1
Modelo pedagógico-tecnológico para desarrollar la educación de postgrado a distancia.
51
�También han trabajado en el desarrollo de laboratorios virtuales, se han desarrollado
plataformas para la gestión de cursos como Aprendist y herramientas de apoyo a la
Teleformación como el Centro Virtual de Recursos.
Estas acciones y resultados expresados denotan que la proyección institucional
favorece el proceso de introducción de las TIC.
El Programa de Teleformación de la Cujae consta de cuatro líneas fundamentales:
¾
Modelos pedagógicos de formación.
¾
Producción de materiales educativos en formato digital.
¾
Herramientas informáticas y plataformas para la gestión de cursos.
¾
Superación de los profesores.
Por otra parte, según Collazo “el 100% de los encuestados plantea que con la
explotación adecuada de la infraestructura que se posee, se pueden obtener
resultados en el uso de la Intranet de las áreas, para apoyar el proceso de enseñanza
aprendizaje y que estos pueden ser también superiores en el desarrollo de cursos a
distancia, cuestión que depende, en buena medida, de la preparación del profesor
para emplear estos recursos” (Collazo, 2004, 59).
En el caso del ISMMM la proyección de la institución con respecto al desarrollo de la
infraestructura para la introducción de las TIC es similar, pero por las características
de la institución y su profesorado, los esfuerzos no han tenido los mismos resultados.
No se creó un centro que coordinara el proceso de introducción de las TIC para la
formación pre y posgraduada, ni se desarrollaron nuevos modelos pedagógicos
propios. Como resultado de la cooperación interuniversitaria, oportunidad para realizar
proyectos de colaboración como resultado de propuestas para la transferencia de
tecnología, fue implantada en el ISMMM, al igual que en otros centros del país, la
plataforma de Teleformación Microcampus; desarrollada por una red internacional de
centros educativos cuyo coordinador en nuestro país es el Ministerio de Educación
Superior.
52
�No se realizó un programa adecuado para este proceso, ni se desarrollaron nuevas
concepciones del proceso de enseñanza aprendizaje adecuadas al modelo de la
plataforma introducida, apoyada en el nivel metodológico de los profesores y las
condiciones existentes en el centro.
2.2.1 Proceso de producción de cursos en la Cujae
Asumir un modelo de producción de los cursos tiene una gran importancia para
aquellos Centros de Educación Superior que se proponen potenciar la Teleformación o
variantes semipresenciales, en tanto permite caracterizar la concepción pedagógica
asumida, las acciones organizativas y de aseguramiento de la infraestructura de
especialistas, así como la tecnológica básica.
En el caso de la Cujae optaron por un modelo cooperativo, apoyado por un proyecto
internacional que facilitó el equipamiento del equipo de producción, en el cual se
considera al curso como un proyecto, a través del cual el profesor despliega sus
potencialidades logradas y las que están en desarrollo en interacción con el equipo,
tanto en la interacción presencial
como mediada a través de las herramientas de
comunicación que propician las TIC.
Según Herrero, los principios básicos para asumir el proceso de producción de
materiales digitales a partir de la creación de un área especializada son los siguientes
(Herrero y otros, 2004):
¾
Los productos desarrollados por este grupo responderán a un objetivo
pedagógico definido y deben tener un lugar y una función en el proceso
docente. En su primera etapa se producirán cursos, que se correspondan con
los programas de asignaturas de pregrado o postgrado que forman parte de los
Planes de Estudio de las diferentes carreras de la universidad.
¾
El producto curso debe responder a un modelo tecnológico pedagógico de
aplicación de las TIC que se apoye en una modalidad semipresencial, que
permita la reducción de horas presenciales en los programas y potencie el
53
�autoaprendizaje a través de la gestión de los cursos en una plataforma de
Teleformación.
¾
Los cursos se producirán para ser gestionados en la Plataforma AprenDist que
deberá poseer una concepción de aprendizaje en correspondencia con el
modelo definido y permita el cambio esperado en el proceso docente de la
Universidad.
¾
La producción de cada curso se asumirá como un Proyecto que tendrá un
coordinador y pasará a través de las etapas definidas para el proceso de
producción.
¾
La selección de los cursos que se van a producir y el orden de prioridad en las
solicitudes que se reciban en el grupo lo establecerá la Facultad o área docente
en la cual estos cursos se imparten, y de igual forma dará el aval y apoyo
necesario para realizar el Proyecto.
¾
Para la producción de los cursos se definirá una concepción de diseño con
correspondientes normas y plantillas, que permitan unificar la interfase y
apariencia de los productos desarrollados, facilitando la realización y el montaje
y mostrando una imagen coherente de los productos de la institución.
En función de los procesos que se realizan en la elaboración de este tipo de material
educativo la composición inicial básica del equipo debe ser (Álvarez, 2004, 2006;
Herrero y otros, 2004): un coordinador general, administrador, pedagogo, especialista
en información, diseñador, informático, técnico en video-sonido, realizador, editor o
revisor, dos montadores.
El proceso contempla cuatro etapas bien definidas (Álvarez, 2004, 2006; Herrero y
otros, 2004) (figura 2.4):
54
�ENTRADA
Demanda
Contenidos
Contenidos en
herramienta de autor
PASOS DEL PROCESO
SALIDA
Negociación
Contrato del proyecto
Preproducción
Materiales listos para el montaje
Producción
Curso terminado
Posproducción
Producto
avalado y protegido
Requerimientos de recursos
gráficos y sonido
Producto terminado
Figura 2.4 Etapas del proceso de producción de cursos del modelo cooperativo del
CREA
¾
Negociación
La primera etapa es básica para el buen desarrollo del proceso, pues se
planifica y se definen los plazos y compromisos entre las partes. El coordinador
general y el equipo técnico-pedagógico son los encargados de llevarla a cabo.
¾
Preproducción
Esta etapa está centrada, fundamentalmente, en el trabajo del profesor, quien
será asesorado en cuanto al modelo tecnológico pedagógico, las pautas de
diseño, las herramientas de autor para el montaje y aquellas para la gestión de
su curso. Para ellos, se viabilizará la capacitación en estos temas de forma
personalizada.
Debe hacer llegar al equipo técnico la demanda de elementos necesarios en el
material (imágenes, sonido, animaciones, simulaciones, etc.), con definición de
objetivos y condicionantes necesarios para que el diseñador y los realizadores
los ajusten e incluyan en el curso. Anexará toda aquella información que pueda
ser incluida con referencias de su origen que permitan verificar sus derechos de
uso.
¾
Producción
55
�Esta etapa comienza cuando el profesor hace entrega de la totalidad de sus
materiales, previamente insertados en las plantillas definidas por el Grupo de
Producción. El equipo de producción, asesorado y controlado por el equipo
técnico-pedagógico centra el grueso del trabajo de montaje y realización.
¾
Posproducción
Esta etapa se centra en el registro del producto y en su evaluación integral.
Estas gestiones no comprometen el proceso de producción aunque si son
básicas para su publicación. El especialista en información hace las gestiones
pertinentes para el registro, mientras que un grupo de expertos del Instituto
y/o de otras Instituciones, evalúa el resultado para otorgarle al producto un
sello de calidad que lo distinga.
La superación del profesor se realiza simultáneamente con la producción del curso, no
constituyen procesos independientes, tampoco queda a la experiencia empírica del
profesor, es intencional y se desarrolla en la medida de sus intereses y necesidades, a
partir de diferentes formas de orientaciones y ayuda, tomando en cuenta sus
características como aprendiz, su nivel de independencia para conducir el aprendizaje
y el nivel de partida en su preparación (Collazo, 2004).
La evaluación de los productos de este grupo estará a cargo de los especialistas en
materiales educativos de la Comisión de Evaluación de Software creada en la
institución para avalar la calidad de sus productos informáticos.
Toda esta estructura facilita la producción de los cursos por los profesores y su
superación en el proceso; sin embargo, debido al empleo de plantillas se limita a los
profesores en el uso de otras herramientas informáticas.
La experiencia de los profesores se concentra en el uso de los procesadores de texto y
de las presentaciones en PowerPoint. Un 77.6% y un 76.8% de la muestra declara,
respectivamente, tener bastante experiencia en la realización de muchos materiales
de este tipo y en general, no requerir ayuda para hacerlo. Manteniendo un perfil muy
56
�bajo en la elaboración de guiones multimedia, paginas Web y animaciones con un
8.96%, 16.66% y 11.19% respectivamente.
Proceso de producción de cursos para UAC
La elaboración de un curso para UAC se considera un proceso en que se conjuga la
creación individual y colectiva, en que intervienen diferentes especialistas con tareas y
funciones delimitadas por su formación profesional y en el que se da una estrecha
relación de lo individual y lo colaborativo con el uso de las TIC, cumpliendo normas y
metodologías establecidas y conservadas por el grupo.
Está basado en el modelo colaborativo del CREA, usando un Asistente Tecnológico
Pedagógico, que permite al profesor organizar la información y los recursos, a incluir
en el curso facilitando el acceso a estos por el grupo de producción (Collazo, 2004).
La particularidad de este proceso está en el uso del asistente en la fase de
preproducción, donde cambian algunas de las acciones realizadas por el profesor y
existe una mayor independencia.
El asistente ofrece el asesoramiento del modelo pedagógico en forma de ayudas y
orientaciones
y
algunas
plantillas
para
organizar
la
información
del
curso,
proporcionándole al profesor una vía para realizar la comprensión del modelo
pedagógico y al equipo de producción una variante de organización de la información
elaborada.
2.2.2 Proceso de producción de cursos en el ISMMM
En el caso del ISMMM el proceso no estuvo protagonizado por ningún centro de
estudios en particular y no existía una experiencia previa de cómo enfrentar esta
situación, las condiciones de lejanía de los centros de desarrollo educativo del país y
las características del claustro formado por ingenieros de una gran experiencia, pero
con una escasa o ninguna formación pedagógica, no ayudaron en esta situación.
Las principales experiencias estaban protagonizadas por un pequeño grupo de
profesores que de manera empírica, incluían algunos materiales en sus clases y otros
que utilizaban herramientas informáticas como medios de simulación o de apoyo para
57
�mejorar la enseñanza. Aunque, estaba más generalizado el uso de software
relacionados con las especialidades para apoyar los trabajos investigativos y tareas de
trabajo independiente.
Como parte del proyecto de introducción del Microcampus, se impartieron algunos
cursos de superación a los profesores, adiestrándolos en cómo usar la plataforma
tecnológicamente, sin evidenciar las posibilidades para el cambio pedagógico.
La capacitación se limitó a las competencias técnicas, con unos cuantos “clics”,
dejando de lado reflexiones epistemológicas sobre los alcances del uso de la
tecnología en los procesos de aprendizaje. La práctica de una plataforma educativa es
necesaria pero no se puede limitar a un simple reconocimiento de sus espacios de
administración, de intercomunicación, y de almacenamiento de información.
De ahí el alto por ciento de la muestra de profesores del centro, cerca del 57%, que
alega haber preparado o impartido algún curso de Teleformación (figura 2.5) (Anexo
II-1)
70
60
50
40
ISMMM
30
Cujae
20
10
0
Elaborando
algún curso
Impartiendo
algún curso
Elaborando e
impartiendo
algún curso
ninguna
Figura 2.5 Experiencia declarada por la muestra en la producción e impartición de
cursos
Es significativo el hecho que los profesores, que dicen tener un bajo conocimiento de
los aspectos pedagógicos de la Teleformación, identifiquen como los enunciados que
caracterizan el proceso: el trabajo independiente del estudiante 78.57%,
la labor
tutorial del profesor 67.86 %, el diseño bien estructurado del proceso didáctico
58
�67.86%, la retroalimentación del estudiante 64.9%, la atención individual con 50% y
el proceso de diseño de los materiales 50% (Anexo II-2), lo cual indica un adecuado
desarrollo metodológico e intuición de los profesores en estos temas.
Por otra parte, la infraestructura tecnológica del centro no estaba en la mejor
situación, a pesar de contar con una red de backbone con fibra óptica y conexiones
adecuadas, la relación computadora usuario en el centro era baja. En las encuestas se
expresan las insatisfacciones de los profesores en el uso de las TIC y que repercuten
en su trabajo para la realización de los cursos.
El “proceso de producción” utilizado en la elaboración de los cursos se basó en el
“modelo individual”, aunque realmente la mayoría de los profesores solamente
digitalizaban sus conferencias y clases prácticas y las colocaban en la plataforma. Esta
situación se refleja en las encuestas realizadas al verificar que existe poca experiencia
en la realización de los materiales educativos y en las herramientas utilizadas. El 65%
de la muestra dice tener una experiencia adecuada con procesadores de texto y
presentaciones, destacándose los relativamente altos porcientos de realización de
animaciones, páginas Web y digitalización de imágenes, 25%, 21.43% y 50%
respectivamente; lo cual demuestra un determinado potencial que puede crecer con
una superación adecuada (Anexo II-4).
Es una cuestión notablemente diferente el simple hecho de utilizar una plataforma
como depositario de diferentes materiales educativos, como un Centro Virtual de
Recursos y la elaboración de un curso para dicha plataforma (Cabero, 2005).
Aunque a veces se puede aprender sobre la marcha y obtener buenos resultados,
dominar el software y conocer las posibilidades que brinda es muy importante para
estructurar el curso, pero para ello es fundamental la comprensión del modelo
pedagógico a emplear.
Durante este proceso las acciones efectuadas por el profesor son insuficientes para
desarrollar su actividad independiente en la producción del curso, aunque lo realice
solo.
59
�La elaboración de materiales educativos para la enseñanza y el aprendizaje en la
Educación Superior requiere, en primer lugar, la necesidad de estructurar los
conocimientos propios de la asignatura, se deben tener en cuenta no sólo los aspectos
o consideraciones epistemológicas o científicas de la disciplina que se imparte, sino
también las características de los alumnos y las bases del modelo pedagógico
empleado.
En el caso del ISMMM el proceso estuvo exento de una visión estratégica, del cómo
usar la tecnología para cambiar el modo en que un centro universitario realiza sus
actividades fundamentales a partir de las condiciones imperantes. Faltó capacidad de
liderazgo, una estrategia de introducción de las TIC, la superación adecuada del
profesorado, y su reconocimiento. Cuestión repetida en varias instituciones de
Educación Superior de Cuba1.
2.2.3 Situación general de la producción de cursos
Se han caracterizado dos modelos de producción disímiles y en diferentes entornos:
¾
El modelo colaborativo de la Cujae, producto de su visión del proceso.
¾
El “modelo individual” del ISMMM, producto de la implantación de la plataforma
Microcampus por el Ministerio de Educación Superior.
La influencia que han ejercido estas dos concepciones del proceso de producción de
cursos en la superación y las acciones que realizan los profesores en el proceso en
cada institución ha tenido puntos de contacto y diferencias.
El porciento de profesores de la muestra que reconoce la selección sistemática de los
medios y/o recursos tecnológicos para incorporarlos al proceso de enseñanza
aprendizaje es más alto en el ISMMM. El 41.48% correspondiente a la opción “a
veces”, permite apreciar capacidad en una parte de la muestra que, sin la cultura
necesaria aún para integrar con sistematicidad estos medios al proceso de enseñanza
1
En la tesis de doctorado de la profesora Milagros Rodríguez Andino, se muestran los resultados de un
diagnóstico realizado por ella en la Facultad de Economía en la Universidad de Camagüey con resultados
similares.
60
�aprendizaje, los conoce y los ha utilizado en alguna ocasión. Es significativo que el
34,1% de respuestas reflejan no haber realizado nunca esta actividad (Anexo II-4).
La finalidad de la selección de los materiales educativos es también un reflejo de las
concepciones empleadas. El 53.57% de los encuestados del ISMMM plantea
seleccionar los medios para la motivación y para apoyar la gestión de la información
por los estudiantes, y en tercer lugar 50% para desarrollar la creatividad, lo cual
indica un uso de las tecnologías fundamentalmente para apoyar un proceso educativo
tradicional, en el apoyo del trabajo independiente del estudiante(Anexo II-4).
En la Cujae, el 43,28% de los encuestados plantea seleccionar los medios para apoyar
la exposición de los contenidos, en segunda opción para apoyar la gestión de la
información por el estudiante 32.09% y en tercer lugar reconoce hacerlo para motivar
al estudiante 29,1%; lo cual indica un mayor uso las tecnologías en la implementación
de los contenidos (Anexo II-4).
Al referirse a la importancia que le conceden a la Intranet para desarrollar el proceso
de enseñanza aprendizaje, los argumentos a favor de su utilidad, fueron seleccionados
por más del 50 % de los encuestados. Solo siete profesores estimaron que la Intranet
tendrá una pequeña influencia en el proceso de enseñanza aprendizaje,
lo que
representa el 4.32% de la muestra (Anexo II.5).
Entre las cinco opciones más seleccionadas, en las muestras, que reconocen la
importancia de la Intranet se repiten: la gestión de la información por estudiantes y
profesores (85%), el acceso a materiales más interactivos (80%) y favorecer la
actualización de los profesores (74%)
reflejando una valoración positiva de los
encuestados hacia el uso de la Intranet. No obstante, hay matices entre ambas
instituciones que inclinan su uso en dos direcciones.
En la Cujae hacia un uso docente más “permeado” por su motivación para el cambio y
el trabajo cooperativo, al seleccionar entre las cuatro primeras la posibilidad de
transformar la forma de enseñar (58,2%) y que el estudiante pueda acceder a
materiales más interactivos (83%).
61
�En el ISMMM se seleccionaron las posibilidades de actualización científico-técnica del
profesor (71%) y que contribuye a desarrollar el trabajo independiente y creativo de
los estudiantes (68%). Muy importante este último en cualquier tipo de educación que
se quiera implementar.
El desarrollo de modelos educativos más “cooperativos” en ninguna medida rechaza o
disminuye la importancia del trabajo independiente como vía para alcanzar la
independencia cognoscitiva, como condición de un ideal social de hombre: una
persona con autonomía para trabajar con los otros.
“De hecho la noción de trabajo independiente es en múltiples aspectos una expresión
de la unidad dialéctica entre lo individual y lo social en la que la autonomía disminuye
su valor si no se revierte, como premisa y resultado, en una actividad que en su
concreción pasa por el momento de lo grupal” (Imbert, 2002, 159).
La segunda encuesta (Anexo II.6) fue realizada solo a una muestra de aquellos
profesores que habían elaborado al menos un curso en formato digital con la
pretensión de determinar los cambios operados en ellos.
En la elaboración de materiales educativos sigue teniendo una mayor incidencia la
confección
de
documentos
en
procesadores
de
textos
y
presentaciones,
incrementándose la confección de gráficos y en general, otros tipos de materiales
(figura 2.6).
Elaboración de animaciones
Elaboración de presentaciones.
Edición de imágenes
Elaboración de hipertextos
Cujae
Elaboración de guiones
ISMMM
Elaboración de gráficos
Digitalización de sonido
Digitalización de imágenes
Documentos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Figura 2.6 Experiencia de los profesores en la elaboración de materiales educativos y
en su selección
62
�Llama la atención la diferencia en la elaboración de páginas Web, nula en la muestra
encuestada de la Cujae y también la baja incidencia en la elaboración de guiones para
multimedia, acción que facilitaría la transmisión de las intenciones del profesor en la
elaboración de este tipo de material educativo por el equipo de producción. Esta
situación está motivada, entre otras cosas, por la concepción de los modelos y el tipo
de superación recibida.
En el caso de la Cujae los profesores se enfrentan a un proceso muy bien
estructurado, en el cual se
les señala las pautas a seguir en el uso de las
herramientas informáticas, las plantillas en las que desarrolla el material y la facilidad
de contar con un equipo técnico al cual entregar las demandas de elementos
necesarios en el orden de imágenes, sonido, animaciones, multimedia, etc.,
permitiendo su concentración en la parte pedagógica.
En el ISMMM los profesores no tuvieron equipo técnico al que entregar sus demandas
y resolvieron la situación basándose en la autosuperación tecnológica para desarrollar
los materiales a usar, permitiendo un mayor diapasón de materiales elaborados y de
herramientas informáticas utilizadas por ellos, pero como se indicó anteriormente sin
una calidad pedagógica adecuada.
Un elemento de vital importancia para favorecer la actividad independiente de los
profesores en este proceso, además de la comprensión del modelo pedagógico a
emplear, es el conocimiento de las metodologías y concepciones en que se
fundamenta la producción de cursos. Aunque el 66.67%
de los encuestados de la
Cujae han realizado un solo curso, el 100% de ellos dice conocer el proceso, aspecto
que los sitúa en una posición de avanzada para realizar las acciones necesarias de
forma independiente en su próxima oportunidad o en su actualización, anticipando en
su conciencia el resultado, debido a lo cual este último actúa como motivo de su
actividad en la producción del curso (Anexo II.8).
63
�En el ISMMM el 51.61% de los encuestados ha elaborado entre 2 y 5 cursos y solo el
19.35% dice conocer las metodologías y concepciones del proceso de producción, lo
cual incide directamente en la calidad de los cursos elaborados por ellos.
90
80
% de profesores
70
60
50
ISMMM
40
Cujae
30
20
10
0
Tecnológica
Pedagógica
Ninguna
Figura 2.7 Tipo de superación recibida por los profesores durante el proceso de
producción de cursos en formato digital.
Según las encuestas (figura 2.7) la superación pedagógica recibida por los profesores
en los centros estudiados es otro factor importante en la diferencia de calidad de los
cursos elaborados. Solamente el 12% de los profesores encuestados en el ISMMM
recibieron alguna superación de este tipo durante el proceso de elaboración del curso.
Lo cual pone de manifiesto una vez más la importancia de la comprensión por el
profesor del modelo pedagógico para estructurar el curso a elaborar.
La última pregunta de este instrumento está relacionada con las acciones que
realizaron los profesores en el proceso de elaboración.
Este grupo de acciones, no son las únicas que debe ejecutar el profesor para elaborar
un curso en formato digital, pero entre ellas hay cinco que son imprescindibles
independientemente de la modalidad educativa que se utilice: caracterizar el curso,
elaborar los módulos del curso de acuerdo a los objetivos, determinar los recursos
necesarios, elaborar los objetivos y diseñar la estructura del curso. Las respuestas
pueden observarse en la figura 2.8 (Anexo II.9).
64
�Figura 2.8 Porciento de profesores que realizan las acciones encuestadas
En la Cujae fueron realizadas por el 95.56% de los profesores. Sin embargo, fueron
muy bajos los porcientos de de otras también muy importantes como la realización de
guiones para multimedia, caracterización de los posibles estudiantes y legalizar el
curso, todas con un 11.11%.
En el ISMMM la situación es mucho más complicada, las únicas acciones realizadas por
más del 50% de los profesores
encuestados fueron: la caracterización del curso
61.29% y elaborar los módulos de acuerdo a los objetivos 54.84%. Muestra del bajo
conocimiento de los aspectos teóricos de la Teleformación.
Desde el punto de vista del autor se estima que en esta situación hay una gran
influencia en la experiencia del claustro; el 35% de la muestra tiene 9 años o menos
de trabajo y el 54.84% son asistentes o instructores, profesores muy jóvenes; a
muchos de los cuales se les exige por investigaciones en su especialidad y debido a la
falta de tiempo, no realizan una adecuada profundización en los elementos
pedagógicos de las clases que se imparten.
Estos datos permiten concluir que la utilización de las TIC por los profesores todavía
no tiene el desarrollo esperado, las utilizan en pocas funciones, por lo cual el grado de
65
�autonomía en relación con los medios y materiales educativos es bajo. No utilizan los
diferentes medios de que disponen en todas sus potencialidades debido, entre otros
factores, a la falta de formación para su uso y el escaso conocimiento de ellos y de sus
potencialidades en la educación. Este hecho limita claramente la intervención del
profesor y las aportaciones en materiales educativos en los procesos de enseñanzaaprendizaje.
Es evidente que para la Teleformación una infraestructura tecnológica apropiada es un
requisito fundamental, pero el profesorado necesita mucho más apoyo e incentivo del
que hasta hoy se le ha dado para la utilización de la tecnología en la enseñanza y el
aprendizaje. Para enseñar con la tecnología se requiere un alto grado de destreza, y
esto exige una formación no solo en cuestiones técnicas, sino también en la práctica
educativa. Esta superación se debe integrar al proceso de elaboración de cursos
(Bates, 2001).
2.3 Caracterización de las herramientas de autor
La puesta en marcha de experiencias educativas de Teleformación
implica la
utilización de diferentes tipos de software educativos, como las herramientas de autor
(programas para el tratamiento de imágenes, grabación y edición de sonido, video,
generación de animaciones, de creación de pruebas y exámenes, de ejercicios de
autoevaluación, etc.); editores de páginas Web; de comunicación, de gestión
académica, para el trabajo colaborativo, gestión de alumnos, etc. Lo cual es todavía
poco utilizado por el claustro en las universidades cubanas aunque con un ritmo
creciente.
El uso de las herramientas informáticas
para desarrollar los materiales educativos
según las encuestas se centra casi con exclusividad en los procesadores de texto:
100% entre los encuestados de la Cujae y 96.77% entre los encuestados del ISMMM
(Anexo II-8). Parece contradictorio el hecho de que exista un mayor uso de las
herramientas de autor en la Cujae, teniendo en cuenta las respuestas sobre la
elaboración de materiales educativos, pero es perfectamente explicable por la
66
�confusión y desconocimiento de los aspectos teóricos sobre este tipo de software
educativo. Las herramientas de autor solo son empleadas por el 20% de los
encuestados en algún momento de la producción de cursos.
Según Dabbagh uno de los defectos de las herramientas de autor es que sobresalen
sus instrumentos para producir pantallas atractivas e interactivas, pero que tienen una
representación superficial del contenido pedagógico (Dabbagh, 2001); la mayoría
tienen un punto de vista instructivo para clientes de empresas (Murray y otros, 2003)
y, no son capaces de proveer una adecuada orientación al autor en un diseño
apropiado de las tareas del entorno (Bell, 1998).
En la actualidad las herramientas de autor
ahorran tiempo utilizando plantillas,
botones de navegación, las características de pegar y cortar, lo que hace que se
requiera de mucho menos habilidades y esfuerzo. Pero todavía los niveles de ayuda en
el conocimiento de la concepción para la producción del curso y de los modelos
pedagógicos son insuficientes (Deal, 2000; De Benito, 2000).
La utilización de herramientas ya diseñadas, implica la adaptación de la universidad a
los presupuestos pedagógicos propuestos por las mismas, en dependencia de los
recursos de que disponen, limitando su autonomía para la implementación de modelos
pedagógicos propios, en condiciones en que, muchas herramientas se han diseñado
partiendo más de consideraciones tecnológicas que de las pedagógicas.
Otro de los elementos a tener en cuenta en esta caracterización es que la mayoría de
las investigaciones sobre software educativos y en particular las herramientas de autor
y las plataformas de gestión de cursos se basan en temas técnicos1, que son
necesarios, pero no suficientes para desarrollar un proceso de introducción de las TIC
satisfactorio. Indicadores como:
1
¾
Organizar el conocimiento pedagógico sobre el curso.
¾
Facilitar la comprensión del modelo pedagógico del curso.
Ver en el capítulo 1 características de las herramientas de autor.
67
�¾
Implementar diferentes niveles de ayuda de acuerdo al nivel de conocimientos
del autor, que personaliza su actividad para producir el curso.
¾
Incluir
orientaciones
básicas
y
generales
para
que
el
profesor
pueda
profundizar en el modelo pedagógico tecnológico a utilizar.
No se tienen en cuenta.
Sobre la base de estas características se elaboró un instrumento para caracterizar
algunas herramientas de autor utilizadas en este proceso (Anexo II-11). En la Tabla
II.1 se muestran los resultados (se valoraron los indicadores en un rango de uno a
cinco, siendo cinco el mayor valor).
Tabla II.1 Caracterización de las herramientas de autor según los indicadores
identificados
Organizar el conocimiento
pedagógico sobre el curso.
La autosuperación en el
modelo
pedagógico
del
curso.
La autosuperación en el uso
de la herramienta de autor.
Diferentes niveles de ayuda
de acuerdo al nivel de
conocimientos del autor,
que personaliza su actividad
para producir el curso.
Orientaciones
básicas
y
generales
para
que
el
profesor pueda profundizar
en el modelo pedagógico
tecnológico a utilizar.
La elaboración del curso en
formato digital.
El esfuerzo (tiempo, costo, y
otros
recursos)
para
elaborar el curso.
Incluye
la
planificación,
producción y publicación del
curso.
Utilidad en el modelo de
producción individual.
Promedio
HamWeb
WBTExpress
Hard
SCORM
Hera
Asistente
UAC
4
2
3
4
5
2
1
1
4
5
3
4
3
4
3
2
3
2
4
3
1
2
1
3
5
5
5
5
5
1
4
4
3
4
2
5
3
3
3
1
4
4
4
4
2
3.40
3.10
2.80
3.90
3.10
68
�Como resultado, se puede observar que las herramientas de autor desarrolladas por
las instituciones educativas, tienen en cuenta con mayor énfasis estas características.
Las profesionales presentan mayores dificultades en lo relativo a las orientaciones
pedagógicas y las ayudas que necesita el profesor para llevar a cabo el proceso de
producción. Su generalidad, producto de la idea primordial de su venta o uso a una
mayor cantidad de instituciones, no le permite un tratamiento situado de la
problemática.
Los desarrollados localmente presentan una solución más viable al problema, al
ofrecer ayudas sobre el conocimiento y el modelo pedagógico del curso u
orientaciones
modelo
básicas y generales para que el profesor pueda profundizar en el
pedagógico
tecnológico
a
utilizar.
Son
producto
de
la
solución
de
problemáticas y necesidades identificadas localmente y tienen en cuenta las
insuficiencias de los profesores.
Otro elemento importante a destacar en el uso de las herramientas de autor es el
inconveniente de generalizar
un determinado tipo de aplicación de elaboración de
cursos, debido a que existen muchas formas de enseñar y no hay todavía uno que se
ajuste a todos los propósitos. Por ejemplo, el desarrollo de cursos para los modelos
basados en el aprendizaje colaborativo (Aprendist, Moodle, Sepad) es diferente al
desarrollo de cursos de modelos basados en la autoeducación como UAC, incluso en
cada uno de ellos hay una diversidad de enfoques posibles dependiendo de la
naturaleza de la disciplina y el planteamiento que prefiera el profesor. Por tanto, es
aconsejable contar con más de una opción o alternativa.
Los resultados del diagnóstico demuestran que la introducción de las TIC en la
enseñanza y el aprendizaje transita sin lugar a dudas, tanto porque el profesorado
tenga actitudes favorables hacia las mismas, como por una superación adecuada que
permita su incorporación en su práctica profesional de la enseñanza y el aprendizaje, y
en la investigación; manifestando con toda claridad que es un elemento determinante
en la introducción de cualquier innovación tecnológica en el contexto educativo.
69
�Se trata no sólo de analizar la situación de la superación del profesorado, sino de
identificar necesidades formativas y proponer planes de acción, tanto en contenido
como en estrategias de implantación del proceso de producción de cursos, para que
interactúe de forma autodirigida y desarrolle sus propias estrategias de aprendizaje
para resolver la situación identificada; y para ello es necesario establecer medidas y
herramientas informáticas que favorezcan su superación.
Además, el diagnóstico facilitó la comprensión del proceso de producción de cursos y
el papel del profesor en él, identificando las áreas donde se requiere ofrecer distintas
orientaciones y ayudas para contribuir a su superación y revela las potencialidades del
claustro para enfrentarlo. Identifica el proceso de producción de cursos como una
actividad donde el profesor puede superarse con la ayuda de otros o a partir de sus
propios esfuerzos en su interacción con los software educativos; y que el nivel que
puede alcanzar en esta autoeducación está determinado por la calidad y oportunidad
de ayudas u orientaciones que pueda recibir de las herramientas de autor.
El análisis de los datos muestra que el modelo individual de producción de cursos
puede ser una variante apropiada para lograr una mayor incorporación de los
profesores al proceso de producción de cursos y favorecer la elaboración de materiales
educativos si existe una concepción adecuada del proceso. Pero, esto requiere
herramientas de autor que cuenten con elementos de ayuda desarrollados (asistentes)
que propicien el conocimiento del proceso de producción, que no sólo incluyan
los
elementos tecnológicos, sino también los pedagógicos, lo cual facilitaría la selección de
los métodos adecuados para su utilización por profesores con poco dominio de estas
temáticas.
70
�III.- CONCEPCIÓN TEÓRICO- METODOLÓGICA PARA FAVORECER LA
ACTIVIDAD INDEPENDIENTE DEL PROFESOR EN LA PRODUCCIÓN DE CURSOS
En este capítulo se presenta la concepción teórica metodológica para favorecer la
actividad independiente del profesor en la producción de cursos en formato digital,
como apoyo a los procesos de introducción de las TIC en la educación cubana. Se
describen sus componentes y elementos principales, la relación entre ellos y los
resultados de la validación de la misma.
Los elementos aportados por el diagnóstico confirmaron la idea surgida en el proyecto
UAC para su generalización: la necesidad de una concepción del proceso de
producción de cursos que permitiera a la diversidad de profesores y profesionales
relacionados con la educación, elaborar un curso en este modelo de manera
independiente. Revelando la necesidad de cambios en los procedimientos existentes,
basados en el equipo de producción y los roles del profesor en el proceso;
condicionando el surgimiento de nuevas ideas de modo que los docentes
no sólo
conozcan del tema como contenidos de los cursos, sino que lo vivencien a partir de la
propia experiencia y de la metodología empleada en ellos, promoviendo cambios tanto
en el plano conceptual como actitudinal.
Teniendo en cuenta las limitaciones constatadas,
para enfrentar este proceso, se
sustentó la concepción en la elaboración teórica del modelo UAC (Anexo I) basada en
la autoeducación y las estrategias de aprendizaje, y apoyada en una herramienta de
autor.
Según el diccionario de la Real Academia Española (RAE) una concepción es, en su
primera acepción, un acto de concebir; es un acto de crear una idea, pensar o
imaginar una cosa o comprender algo, creerlo posible. En su tercera acepción es un
conjunto de ideas que se tiene sobre una cosa.
En el Diccionario Filosófico de M. Rosental y P. Iudin, se define la concepción del
mundo como “sistema de ideas, conceptos y representaciones sobre el mundo
circundante” (Rosental y Iudin, 1981, 75). Añaden que tiene una enorme
71
�importancia práctica pues de ella depende la actitud del hombre frente a la realidad
que lo rodea y sirve de guía para la acción.
Esta concepción del mundo constituye una concepción teórica abarcadora de toda la
realidad, por lo que es aplicable a cualquier parte de ella. Así lo asume el doctor
Calixto del Canto en su tesis de doctorado, donde reconoce además el carácter
sistémico de las concepciones teóricas (Del Canto, 2000).
Según Herrera cuando se hace referencia a un sistema, que además de ideas,
conceptos y representaciones, contiene sugerencias, orientaciones y procedimientos
para
su
implementación
entonces
se
habla
de
una
concepción
teórica
metodológica (Herrera, 2007; Pérez, 2006).
En esta investigación se asume la definición de I. Ganelin citada por los doctores
Ramón Collazo, Vicenta Pérez en sus respectivas tesis de doctorado y Esperanza
Herrera (Collazo, 2004; Herrera, 2007; Pérez, 2006), quién plantea que una
concepción teórica metodológica es el “sistema de ideas, conceptos y representaciones
sobre un aspecto de la realidad o toda ella y sus respectivas consecuencias
metodológicas”.
Este tipo de concepción tiene una función orientadora, que se concreta en dos
componentes: el teórico-conceptual, que brinda conceptos claves, y el metodológicoinstrumental, que ofrece procedimientos metodológicos e indicadores (Herrera, 2007).
La concepción teórica metodológica elaborada en esta investigación está compuesta
por un sistema de ideas, conceptos y representaciones, además de sugerencias y
procedimientos sobre el desarrollo del proceso de producción de cursos en formato
digital realizado por un profesor, generalmente conocido como modelo individual.
Concibe el proceso basado en su autoeducación, donde a partir de ayudas y
orientaciones ofrecidas por una herramienta de autor adquiere los conocimientos
necesarios para una mayor independencia en la elaboración de un curso, invitándolo
a reflexionar sobre los resultados.
72
�En la literatura consultada no se encontraron metodologías o concepciones para la
aplicación
del
modelo
individual
de
producción
de
cursos,
por
lo
cual
los
procedimientos metodológicos e indicaciones derivadas de la concepción del proceso
de producción que se ajusta a diferentes necesidades del profesorado en las
condiciones actuales, también tienen importancia práctica.
La concepción teórica metodológica para favorecer la actividad independiente del
profesor en la producción de cursos, fue diseñada y elaborada a partir de los
presupuestos y concepciones aportados por el modelo pedagógico tecnológico UAC
(Anexo I), del estudio de los fundamentos teóricos y prácticos del proceso de
producción de cursos, de las experiencias documentadas de varias instituciones y
universidades cubanas; y del estudio empírico. Se basa en:
¾
Su carácter desarrollador, enfocado en la autoeducación del profesor de modo
que se potencie su independencia, su compromiso, así como el desarrollo de su
capacidad para aprender a aprender y a educarse permanentemente.
¾
La doble dirección de su función orientadora: teórica y metodológica; a partir
de las insuficiencias identificadas.
En consecuencia está dotada de herramientas para una doble función de apoyo: la
función
conceptual
y
la
instrumental,
concretadas
respectivamente
en
sus
componentes (figura 3.1):
¾
El
componente
teórico-conceptual,
constituido
por
los
conceptos
y
presupuestos principales asumidos del modelo UAC y los del proceso de
producción de cursos, síntesis de las posiciones adoptadas, elaboradas desde
una perspectiva desarrolladora.
¾
El componente metodológico-instrumental, conformado por la estructuración
del proceso de producción de cursos que revela sus aspectos esenciales para
guiar al profesor en esa tarea, teniendo como subprocesos: la familiarización,
el análisis, el diseño, el desarrollo, su legalización e implementación y su
73
�evaluación y actualización; y las características o indicadores a tener en cuenta
en las herramientas de autor que deben sustentar el proceso.
Concepción
Componente
Teórico-Conceptual
Componente
Metodológico-Instrumental
Presupuestos teóricos del
Modelo UAC.
Actividad independiente
del profesor en la
producción de cursos.
Exigencias Principales.
Identificación de las
estrategias de aprendizaje.
Modelo según la estructura del
proceso de producción.
Características de las Herramientas
de autor.
Estrategias de aprendizaje.
Indicadores para la producción de
materiales educativos en formato
digital.
Figura 3.1 Estructura teórico conceptual y metodológica instrumental de la
concepción
Esta concepción es una opción más para la favorecer la actividad independiente de los
profesores en la producción de cursos, de cara al proceso de introducción de las TIC
en los Centros de Educación Superior (CES) y a la Universalización de la Universidad
en Cuba. Sirve de apoyo a aquellos profesores que pretendan enfrentarse al proceso
de forma individual, viabilizando la elaboración del curso en su interrelación con la
herramienta de autor. Desde el punto de vista de su estructura funcional consta de
cuatro elementos (figura 3.2):
1. Exigencias principales de la concepción para el proceso de producción.
2. Estructura del proceso de producción.
3. Estrategias de aprendizaje del profesor en el proceso de producción.
4. Características de las herramientas de autor para el proceso de producción de
cursos.
74
�Exigencias
Estrategias
de
aprendizaje
Estructura del
proceso de
producción
Características de
las herramientas de
autor
Curso
Figura 3.2 Estructura funcional de la concepción para favorecer la actividad
independiente del profesor en la producción de un curso en formato digital
La concepción se basa en un grupo de exigencias que determinan la estructura del
proceso de producción de cursos, para ser realizado en una herramienta de autor con
determinadas características, que permitan el desarrollo de estrategias de aprendizaje
en el profesor durante el proceso de producción del curso. Y se caracteriza porque:
¾
Tiene en el centro al profesor con sus intereses, necesidades personales y
profesionales, de modo que se logren no sólo conocimientos y habilidades, sino
implicación personal, compromiso y crecimiento profesional, su superación a
partir de los problemas profesionales que se le presentan y la utilización
adecuada de las técnicas y herramientas informáticas que permitan dar
solución a dichos problemas.
¾
Se apoya en la teoría de la actividad, considerando como aspectos importantes
la vida o la práctica social, permitiendo contextualizar lo que se estudia y
aprende, promoviendo la reflexión acerca del nuevo contenido adquirido desde
esa realidad. (Leontiev, 1981)
¾
Asume el desarrollo de la personalidad en la actividad y en la comunicación, y
que es a través de estos procesos, que los seres humanos
se apropian de
conocimientos, habilidades y valores consecuentemente con su época.
¾
Tiene en cuenta los aspectos relacionados con el proceso de mediación y la
relación de lo cognitivo y lo afectivo de la teoría de L. S. Vygotski; que se
75
�expresa a través de la interacción que se produce entre el profesor y la
herramienta de autor, en las que se promueven transformaciones mediadas por
los recursos informáticos en un contexto histórico social determinado.
Se destaca en la concepción las interacciones que se producen en el propio proceso de
elaboración del curso, cuando en condiciones concretas cada profesor asume su rol,
apoyado en una herramienta de autor que cuenta con orientaciones y ayudas; y
realiza en la práctica las tareas que le corresponden. También tiene en cuenta el papel
de la motivación en toda actividad humana como premisa de la autoeducación.
3.1 Exigencias principales de la concepción para favorecer la actividad
independiente del profesor en la producción de cursos en formato digital
La producción de cursos para la Teleformación como fenómeno social debe responder
a
los
requerimientos
y
necesidades
de
la
época
teniendo
en
cuenta
su
contextualización de acuerdo con la realidad social, el desarrollo tecnológico y
pedagógico
alcanzado
en
su
entorno.
Y
aunque,
el
centro
del
aprendizaje
autorregulado lo constituye el sujeto que aprende, las posibilidades de su desarrollo
dependen de la relación de diferentes variables y factores internos y externos. Sus
oportunidades de desplegar estrategias autorregulatorias durante su aprendizaje,
dependen de que las tareas y en general la situación de aprendizaje y el medio en su
totalidad generen las exigencias y demandas que lo promueven, y se creen las
condiciones y el ambiente propicio para su desarrollo.
Para crear el ambiente propicio en la concepción para favorecer la actividad
independiente del profesor, es necesario tener en cuenta las siguientes exigencias:
1. El proceso de producción de cursos debe tener un carácter desarrollador para el
profesor.
Esta exigencia expresa la intención de situar al profesor como centro del proceso
de producción del curso, donde a partir de su trabajo independiente se favorece el
tránsito progresivo de la dependencia a la independencia y a la autorregulación
apoyándose en orientaciones, ayudas, y ejemplos que brinda una herramienta de
76
�autor, facilitando la adquisición de conocimientos y estrategias de aprendizaje a
partir de su capacidad de autodiagnosticarse.
El
carácter
desarrollador
manifiesta
la
relación
e
interdependencia
entre
enseñanza, aprendizaje y desarrollo, como un proceso en que a través de la tarea
de elaborar el curso se forman nuevas acciones en el profesor. Para ello la
concepción se apoya en:
¾
La autoeducación del profesor en función del desarrollo integral de su
personalidad, favoreciendo una cultura general integral que se muestra en
cada una de las tareas a enfrentar para elaborar el curso, exigiendo su
esfuerzo intelectual, beneficiando el autocontrol y la autoevaluación, y
donde sus necesidades son el centro del proceso.
¾
El uso de las computadoras para promover el desarrollo del sujeto,
buscando la reflexión individual y el reconocimiento de sus limitaciones y
potencialidades en esta esfera del conocimiento.
¾
Las necesidades de aprendizaje que tiene el sujeto, de manera que la
información que se ofrece es altamente significativa para él.
¾
La reestructuración del proceso de producción de cursos para promover el
análisis de cualidades individuales y el reto permanente a adquirir nuevos
conocimientos.
¾
La búsqueda activa del conocimiento por parte del profesor, teniendo en
cuenta las acciones a realizar en las distintas fases del modelo de
producción, en interacción con el software educativo, vinculando el
contenido de aprendizaje con la práctica social.
¾
Una relación activa del profesor consigo mismo a partir de su actuación en
el proceso; es necesario que conozca qué logra hacer sólo; es decir, el
desarrollo alcanzado y permitirle explorar su zona de desarrollo potencial,
consultando o solicitando la ayuda requerida en el momento preciso.
77
�En general, la concepción favorece en el profesor el conocimiento de sí mismo
respecto a su aprendizaje en este campo, reflexionado sobre él a partir de su
autodiagnóstico, beneficiando el conocimiento y el análisis de las condiciones en
que se produce el curso.
2. El proceso de producción de cursos debe incluir una etapa que facilite la
comprensión del modelo pedagógico del curso, como vía fundamental para la
autonomía del profesor.
Esta exigencia formula la necesidad del dominio por parte del profesor del modelo
pedagógico tecnológico a emplear en la elaboración del curso, como una de las
premisas fundamentales en el éxito del proceso. “El modelo psicopedagógico es la
herramienta principal de todo diseño educativo” (Santángelo, 2000, 16).
Hay que considerar que no siempre el profesor universitario está enteramente
formado en las Ciencias Pedagógicas, y su independencia en este campo es
limitada, por tanto es fundamental orientarlo adecuadamente en la caracterización
del modelo a emplear; contribuyendo además, a que reconozca el carácter
obsoleto de la escuela tradicional y que asuma la necesidad de acudir a la ciencias
pedagógicas para su formación permanente.
En el proceso de producción de un curso en formato digital, basado en esta
concepción, se reconoce el carácter rector de los presupuestos psicopedagógicos
respecto a los presupuestos tecnológicos y de organización, y destaca la necesidad
de una concepción pedagógica innovadora como punto de partida para la
realización del curso.
La concepción tiene en cuenta esta exigencia al crear una fase de familiarización
donde el profesor debe comprender el modelo pedagógico, superarse en sus
conocimientos sobre el proceso de producción y familiarizarse con el uso de la
herramienta de autor, mediante el sistema de orientaciones, la ayuda y la propia
estructura del software.
78
�3. El proceso debe favorecer el desarrollo de una cultura del uso eficiente de las TIC y
ajustar las acciones del profesor a las nuevas condiciones.
Refiere la necesidad de contribuir desde la concepción para favorecer la actividad
independiente del profesor, al desarrollo de una cultura del uso de las TIC
aprovechando sus posibilidades para el logro de nuevos modos de hacer y de
decir. Se orienta al profesor en las formas adecuadas de utilizar este medio,
favoreciendo la cultura de su uso en la producción del curso.
La problemática fundamental es que el uso de las TIC no se debe aprender de
forma aislada, mientras el profesor se ocupa de tareas más importantes; es
necesario incorporarlas a esas tareas importantes, desarrollando una forma de
hacer en la institución.
Según Castañeda “la asimilación de estas tecnologías en los contextos educativos,
es eminentemente un problema cultural, en el concepto de cultura de Vigotsky,
donde nuevos símbolos y nuevos lenguajes han sido introducidos y continúan
introduciéndose cada día, a través de un nuevo mediador herramental, que ha
impactado fuertemente a la sociedad en sus diversos entornos; culturales,
políticos, religiosos, étnicos, etc.…” (Castañeda y Fernández, 2002, 5)
Las TIC han impuesto nuevas maneras de prepararse para la vida que no pueden
ser desconocidas a la hora de abordar sus posibilidades educativas. Reclaman una
actitud más activa del profesor en su uso; no solo en la elaboración de materiales
educativos sino también, en sus competencias metodológicas, comunicativas e
investigativas, a lo cual contribuye esta concepción empleando una herramienta de
autor que propicia un ambiente motivador y permite producir el curso en el menor
tiempo posible.
4. El proceso debe propiciar el desarrollo en el profesor de estrategias de aprendizaje
que favorezcan su actividad independiente y su autoeducación.
Esta concepción enfatiza el carácter consciente y autodeterminado del profesor
ante la reflexión que requiere la producción del curso, decisión que está en función
79
�de la lógica interna, su conocimiento sobre el tema, de su historia personal y
vivencial, así cómo de las condiciones concretas de su realización.
La herramienta de autor actúa como guía y orientador del uso estratégico o
regulativo de los procedimientos para el aprendizaje en la producción del curso, a
partir de la identificación y modelación, para su ejercitación, de las acciones
fundamentales que los componen.
Las estrategias de aprendizaje no poseen un carácter innato, sino que son factibles
de adquirirse por el hombre a lo largo de su desarrollo. En su perfeccionamiento
necesariamente hay que incursionar en cómo estas pueden enseñarse y
aprenderse, para enfatizar los aspectos relativos a las vías, formas, al conjunto de
acciones conscientes que se deben desplegar para apropiarse de un contenido,
para que adquiera significación su aprendizaje.
En esta tarea, la herramienta de autor proporciona diferentes apoyos que
posibilitan una orientación sobre las acciones a asimilar, modelos, pautas;
estimular el análisis autorreflexivo de los procesos de pensamiento que orienta la
actividad mental de los profesores para conseguir los objetivos propuestos. Estos
modos de actuación primero son ejecutados a partir de la consulta a las
orientaciones y ayudas ofrecidas, hasta que son interiorizados y lo logre de
manera independiente.
5. El proceso debe tener en cuenta la superación del profesor a partir de sus
problemas profesionales.
En la concepción el profesor resuelve una tarea concreta: la producción de un
curso. La cual está compuesta por un conjunto de actividades y sus respectivas
acciones para llevarla a cabo.
La elaboración del curso actúa como medio de organización de la actividad
independiente del profesor en el proceso, visto como una tarea de aprendizaje que
exige valoraciones que estimulan su razonamiento, su pensamiento y su
independencia;
80
�constituyendo un elemento esencial en la organización y dirección de la actividad
cognoscitiva independiente, que permite la búsqueda y adquisición de los
conocimientos y el desarrollo de habilidades, así como una intervención estratégica
que exigen al
profesor la reflexión, el debate, la búsqueda independiente del
conocimiento y el llegar a conclusiones.
Exige que esta actividad profesional del profesor sea tratada como una tarea de
aprendizaje donde este llegue al resultado apoyado en ayudas y orientaciones que
le brindan los conocimientos necesarios, pero además que reflexione sobre este,
valorando si las acciones y métodos empleados son los correctos.
Para ello se estructuró cada una de las fases del proceso de producción de cursos
en forma de tareas, con los objetivos a lograr y las acciones principales a realizar,
para alcanzar una participación activa del profesor desde el instante de la
orientación, la ejecución y el control, que provoque una toma de conciencia de qué
hacer, por qué hacerlo y un análisis de los posibles errores para su corrección y
ajuste.
3.2 Estructura del proceso de producción de cursos de la concepción
Teniendo en cuenta las exigencias anteriores y el hecho que los modelos de
producción de cursos según la estructura del proceso están basados en los equipos de
producción, se elaboró un nuevo modelo a partir del ADDIE1 (figura 3.3).
1
Ver figura 1.2 del Capítulo I.
81
�Familiarización
Expertos
Consulta y
solicitudes
Análisis
Autoevaluación
Diseño
Desarrollo
Legalización e
Implementación
Estrategias de
Aprendizaje
Evaluación y
Actualización
Figura 3.3 Esquema del proceso de producción de cursos de la concepción a partir de
las exigencias
La estructura de este proceso de producción está basada en la autoevaluación como
elemento esencial en el aprendizaje del profesor, propiciando que pueda valorar no
solo aspectos externos sino que profundice en la capacidad de análisis e interpretación
de sus propias ejecuciones, conociendo el nivel de desarrollo de las mismas y la
calidad de sus resultados.
Según Mena “la autoevaluación constituye el fin mismo del proceso evaluativo. Es el
elemento más personalizado y dinamizador de este, mediante el cual el sujeto evalúa
sus conocimientos, modos de actuar, pensar y sentir de manera más auténtica,
reflexiva y crítica, dirigida a la regulación de su conducta” (Mena, 2001, 110). Es un
proceso complejo, personalizado, de reflexión, regulación y ayuda, que permite al
sujeto mejorar su propio aprendizaje. De esta manera se propicia una valoración
consciente de la realidad, ante la que se proponen alternativas de cambio en sus
actitudes, responsabilizándose con su actuación de manera más independiente y con
mayor seguridad en sí mismo. Todo lo cual favorece su autoeducación en el proceso.
Es una de las formas en la que el profesor evalúa su modo de actuación en el proceso
de producción y pone de manifiesto el desarrollo de sus conocimientos y habilidades
pudiendo autoperfeccionarse constantemente.
82
�En cada una de las etapas del proceso de producción se define el objetivo a alcanzar y
las acciones principales que debe realizar el profesor para llevarlo a cabo, lo cual unido
a los ejemplos proporcionados por el asistente sobre UAC, sirven como un modelo
dado al sujeto que permiten establecer una correspondencia o comparación para el
desarrollo correcto de la tarea, para el autocontrol y la autovaloración del aprendizaje
realizado, conocer de forma consciente sus insuficiencias y trabajar en su eliminación.
Durante todo el proceso se expresa el papel activo y fundamental del profesor en la
elaboración del curso y el necesario dominio de la teoría y práctica en los aspectos
pedagógicos, de trabajo con los medios de enseñanza y de las herramientas de autor.
Etapas del proceso de producción de cursos.
1. Etapa de familiarización del profesor.
Fase en la que se define como se organizará el proceso de enseñanza aprendizaje
y con qué se trabaja. Constituye la etapa inicial donde el profesor se familiariza
con la herramienta de autor; ejecuta los asistentes y ayudas para: caracterizar el
modelo pedagógico tecnológico, aprender sobre el proceso de producción de cursos
e interactuar con los ejemplos que acompañan el software, habituándose a utilizar
la herramienta de autor con la cuál elaborará el curso. Para ello debe:
¾
Realizar autodiagnóstico.
¾
Comprender el modelo pedagógico.
¾
Familiarizarse con la herramienta de autor.
2. Etapa de análisis del problema educativo.
En esta etapa se define qué y para qué va a ser enseñado y aprendido, y porqué.
Durante esta fase, debe precisarse el problema educativo a resolver, identificar su
fuente y determinar las posibles soluciones. Se realiza un análisis de la finalidad
del curso, su importancia y necesidad. Además debe entender los objetivos,
metas, capacidades y motivaciones de los posibles estudiantes. Para ello debe:
¾
Evaluar las necesidades objetivas y subjetivas para la elaboración del curso.
¾
Identificar el problema educativo que se desea resolver.
83
�¾
Analizar las tareas necesarias para elaborar el curso.
¾
Buscar información científica sobre la temática.
¾
Procesar información científica
¾
Caracterizar el curso.
¾
Caracterizar a los posibles estudiantes.
¾
Realizar un análisis tecnológico.
¾
Realizar el esquema de elaboración del curso.
3. Etapa de diseño del curso.
Fase en la que se especifica como se llevará a cabo la enseñanza y el aprendizaje.
Es la etapa de crear el diseño esquemático del curso en correspondencia con el
modelo pedagógico comprendido, para lo cual las actividades anteriores son
fundamentales. Implica poner en práctica las estrategias para desarrollar el
proceso de enseñanza aprendizaje según el modelo pedagógico comprendido. Para
ello debe:
¾
Elaborar los objetivos.
¾
Determinar los recursos necesarios.
¾
Determinar los conocimientos.
¾
Diseñar la estructura del curso.
¾
Elaborar guiones multimedia.
¾
Determinar las estrategias de educación.
¾
Gestionar información sobre el curso.
4. Etapa de desarrollo o elaboración
Fase de elaborar el curso. Se fundamenta en las fases anteriores. Su propósito es
crear la experiencia educativa para desarrollar los conocimientos necesarios,
elaborando las tareas y materiales del curso. Se elaboran todos los materiales
educativos, los medios que serán usados y cualquier documentación necesaria.
Debe promover la comprensión de los estudiantes del material, dar soporte al
84
�dominio de los objetivos, y asegurar la apropiación de los conocimientos por los
estudiantes desde el escenario educativo. Para ello debe:
¾
Usar la herramienta de autor para elaborar el curso.
¾
Elaborar las tareas de aprendizaje.
¾
Elaborar o seleccionar los materiales educativos en formato digital para el
curso.
¾
Elaborar los temas de acuerdo a los contenidos.
¾
Elaborar los contenidos.
¾
Elaborar el glosario.
¾
Elaborar la bibliografía.
5. Etapa de legalización e implementación
Fase de revisión e implementación del curso en su entorno real. El propósito de
esta fase es el desarrollo efectivo del curso. Se revisa para determinar su
adecuación con el modelo pedagógico y la plataforma de publicación, se procede a
realizar los derechos de autor y se ejecuta la experiencia educativa, sea tutorada o
no. Para ello debe:
¾
Revisar el curso elaborado.
¾
Legalizar el curso elaborado.
¾
Generar el curso.
¾
Publicar el curso.
6. Etapa de evaluación y actualización
Usualmente ocurre después de que la versión final del curso es implementada.
Este tipo de evaluación se centra en la efectividad global de la experiencia
educativa. Además se deben recoger opiniones de los estudiantes para posibles
mejoras y actualizaciones del curso (retroalimentación). Para ello debe:
¾
Elaborar estrategia de retroalimentación.
¾
Evaluar el curso.
¾
Actualizar el curso.
85
�7. Etapa de autoevaluación
Ocurre a lo largo de todo del proceso, dentro de las fases, entre las fases, y
después de la implementación. Es un elemento esencial en la dirección del proceso
de aprendizaje por parte del propio profesor, conociendo éste en un principio si se
lograron los objetivos propuestos y sus potencialidades, propiciando que pueda
valorar no solo aspectos externos sino que profundice en la capacidad de análisis e
interpretación de sus propias ejecuciones, conociendo el nivel de desarrollo de las
mismas y la calidad de sus resultados. Para ello debe:
¾
Comprender y apropiarse de los objetivos del curso.
¾
Realizar el autodiagnóstico de la fase.
¾
Autoorientar el aprendizaje de acuerdo al autodiagnóstico.
¾
Determinar criterios de evaluación.
¾
Autocontrolar la comprensión de los distintos aspectos del proceso.
¾
Valorar los resultados obtenidos.
¾
Solicitar ayuda.
Algunas indicaciones y recomendaciones
Entre los códigos de las nuevas tecnologías a comprender por los profesores está el de
la escritura para la Web. Aquí a modo de notas se dan algunas recomendaciones.
La información se debe escribir teniendo en cuenta que la lectura de la pantalla es un
25% más lenta que en lo impreso. El usuario tiende más a navegar que leerse el
contenido. Lo estático en la Web va en contra de su propia naturaleza. No se debe
pretender que el usuario recorra la información de forma lineal. Por ello debemos
diseñar el contenido con una alta flexibilidad.
¾
Textos breves, significativos, organizados.
Libere la información de todo lo superfluo.
Diga lo mismo pero con menos palabras.
Organice la información teniendo en cuenta el avance y la especificidad.
Para ello puede subdividirla en pequeños "paquetes" coherentes.
86
�¾
Profundidad de los conocimientos.
Un material para la Web debe prever diferentes tipos de usuarios. Además
de las diferencias en las facilidades para aprender el contenido, están las
habilidades para el uso de los medios, el tiempo que dedica al estudio, etc.
para cubrir todo el espectro se debe:
Abordar los conocimientos en función de los medios.
Prever niveles de ayuda para los menos aventajados (generalmente).
Facilitar niveles de profundización para los más aventajados (vínculos a
otros documentos, etc.).
Usar la redundancia como recurso mnemotécnico, combinando texto con
gráficos que refuercen el contenido.
¾
Claridad.
La claridad del contenido es una condición básica en la Web. Para ello tenga
en cuenta las siguientes recomendaciones:
Lo básico debe ir en la primera frase del párrafo.
Emplee estructuras sencillas.
Evite el uso de oraciones subordinadas.
Siempre que pueda sea concreto.
Aborde una sola idea por párrafo.
Someta su contenido a la consideración de otros para constatar su
claridad.
Use viñetas para evitar el flujo de texto uniforme.
Resalte lo básico.
3.2 Propuesta de estrategias de aprendizaje del profesor para la producción
de cursos
En este epígrafe se muestra el grupo de estrategias de aprendizaje del profesor
identificadas y modeladas para el proceso de producción de cursos, sin la intención de
agotar toda la variedad que se puede dar.
87
�El avance incontenible de las TIC crea un conjunto de condiciones que favorecen
extraordinariamente la realización del proceso de enseñanza aprendizaje, pero para
aprovecharlas, no son suficientes las estrategias y procedimientos tradicionales en los
que se han educado y educan la mayoría de los profesores. Estos medios imponen
nuevos retos.
La necesidad de “profesionales competentes que, además de ser buenos conocedores
de su materia, sean capaces de reflexionar sobre su didáctica, de tomar decisiones
oportunas sobre el planteamiento de su materia en el aula y de dar respuestas
adecuadas a situaciones educativas nuevas e impredecibles” (Monereo, 1998, 51), es
un planteamiento de vigencia primordial en nuestros tiempos.
En esta época los profesores deben adueñarse de nuevas estrategias para enseñar y
aprender. El profesor que trabaja con estrategias de enseñanza debe también,
desarrollar sus propias estrategias de aprendizaje.
El uso del software educativo u otras facilidades que ofrece la informática como son
los procesadores de texto, los procesadores gráficos o los estadísticos, por solo poner
algunos ejemplos, favorecen la interacción de forma dirigida con los nuevos
contenidos y el desarrollo de estrategias de aprendizaje propias, al recibir la ayuda
que aparece programada en el software, buscar información o al interactuar con
representaciones de procesos naturales en movimiento, que en otras condiciones es a
veces muy difícil o imposible de lograr.
El uso racional y científico de las TIC permite el desarrollo de estrategias de
aprendizaje en el sujeto, de gran impacto para el logro de la actividad colectiva, como
es el trabajo en proyectos, y que de manera integrada con otros medios, se propicie la
labor formativa. Facilita la atención individualizada en función del desarrollo alcanzado
y por ende la posibilidad de brindarle las ayudas necesarias desde propio intercambio
con los materiales educativos en formato digital, los cuales también han sido
socialmente creados.
88
�Lo anterior adquiere relevancia sobre todo para el proceso de enseñanza aprendizaje
no presencial donde se debe aprender fundamentalmente solo.
El proceso de producción de un curso en formato digital implica un actuar reflexivo en
relación con contenidos, actividades y recursos; donde la selección y organización de
los materiales educativos determina y orienta dicho proceso y a su vez permite o no,
la apropiación de determinados conocimientos y habilidades.
La enseñanza aprendizaje de las estrategias de aprendizaje, por su carácter
consciente requiere del diseño de actividades que por su complejidad, exijan del
sujeto una autorregulación de su conducta, que contemple una planificación previa de
su actuación, un control o monitoreo de su ejecución y la evaluación de sus resultados
con los propios contenidos específicos de la materia en cuestión.
Según
la
investigadora
Doris
Castellanos
la
estructuración
de
ambientes
de
enseñanza-aprendizaje metacognitivos requiere de algunos requisitos básicos; entre
ellos:
1. Enfoque personológico
2. Autoestima positiva y autovaloración adecuadas
3. Situaciones de aprendizaje abiertas, significativas, contexualizadas
4. Posibilidad de un entrenamiento metacognitivo
5. Técnicas y procedimientos de enseñanza, de naturaleza vivencial, introspectivos y
participativos
6. Estimulación del potencial intelectual y personal de los aprendices (Castellanos,
1999)
En el caso de esta investigación, la concepción teórica metodológica para favorecer la
actividad independiente del profesor en la producción de un curso, promueve el
aprendizaje autónomo del profesor a partir de sus necesidades y motivaciones, crea
un espacio donde se favorece la autoevaluación y en correspondencia facilita su
valoración positiva; no niega el papel de los otros, al propiciar ayudas y orientaciones
en varios niveles y sugerir la consulta de expertos como complemento esencial de la
89
�autoevaluación y una fuente de sentimientos y motivaciones positivas; proporciona un
taller de ejercitación al facilitar el desarrollo y prueba de alternativas que facilitan la
apropiación de procedimientos regulatorios, al poder realizar tantos cursos como
quiera y actualizarlos continuamente.
En la selección de las estrategias de aprendizaje que serán objeto de enseñanza,
durante la producción del curso, se tomó en consideración:
¾
El contexto de la actividad profesional en que son más útiles, y enseñar
fundamentalmente
aquellas
aplicables
a
diferentes
tareas,
materias
y
condiciones de realización de las actividades básicas de la profesión.
¾
El análisis de las disímiles formas probables de abordar las tareas de la
producción del curso, y las decisiones definitivas en el modo de proceder. Esta
acción debe estar precedida por un ambiente de reflexión y exploración que no
desconozca las estrategias de aprendizaje más utilizadas en el proceso por los
profesores, aunque ellos no sean totalmente conscientes de las mismas.
En cuanto a los métodos que se pueden emplear en el desarrollo de las estrategias de
aprendizaje (Antonijevic y Chadwick, 1982 citados por Zilberstein y otros, 2005;
Castellanos y otros, 2001), consideran que existen tres formas: por medio de la
enseñanza directa, por el reforzamiento del éxito en estas actividades y por la vía de
la modelación.
En esta investigación el desarrollo de las estrategias de aprendizaje se realiza por la
vía directa, apoyada en la autointerrogación metacognitiva.
En la formulación de las estrategias de aprendizaje se ofrecen indicaciones sobre su
utilización correcta, la valoración o beneficio potencial de su utilización, la exposición
de los principales pasos que se deben seguir y el análisis de las situaciones en las que
puede ser útil. Las ayudas están redactadas de modo personalizado, con el apoyo de
preguntas (como si el estudiante estuviera dialogando consigo mismo), con la
referencia a su importancia cognitiva o práctica lo cual refuerza su compromiso social.
Las mismas deben motivar desde su lectura, orientar hacia la tarea y propiciar la
90
�autorreflexión, estimulando de manera permanente su interiorización, que el individuo
las haga suyas.
En la herramienta de autor se le ofrecen al profesor dos conjuntos de estrategias de
aprendizaje:
¾
Unas más generales identificadas por los autores del proyecto UAC1 para ser
utilizadas por el profesor en los cursos.
¾
Las identificadas para ser utilizadas por el profesor en el proceso de producción
del curso.
Y son apreciadas por el profesor en dos formas diferentes:
¾
Al utilizar el asistente sobre el modelo UAC, en la ayuda de la herramienta, se
muestran
en
ventanas
independientes
que
se
abren
por
medio
de
hipervínculos;
¾
Y al ejecutar un clic derecho con el ratón en cualquier parte de la herramienta
de autor, de modo que siempre están a su alcance cuando necesite
consultarlas.
La combinación de las dos variantes de presentación de las estrategias de aprendizaje
facilita su desarrollo por parte del profesor.
Los supuestos teóricos asumidos, permiten reconocer que la asimilación de las
estrategias de aprendizaje se puede potenciar mediante el trabajo interactivo, la
reflexión individual y grupal. Pero sin dudas, el paso previo para su uso es el
conocimiento, la toma de conciencia por parte de las personas de su existencia,
posibilidades y condiciones de aplicación; y más aún, de la necesidad de su aplicación
para alcanzar las metas de aprendizaje propuestas y la disposición o motivación para
hacerlo.
A partir de las acciones a realizar por el profesor en cada una de las fases del proceso
de producción y de las estrategias de aprendizaje descritas por el equipo de
investigadores del proyecto UAC, se identificaron las propuestas en esta investigación
1
Modelo pedagógico tecnológico Universidad para la Autoeducación Cujae.
91
�para el proceso de producción. Están redactadas como aparecen en la herramienta de
autor, en forma personalizada (Anexo III-1).
¾
Comprender el modelo pedagógico. Saber las características del modelo
pedagógico es muy importante porque me permite interpretar el ideal de
formación que se persigue, sus metas, metodologías y las concepciones
teóricas en que se fundamenta, para aplicarlo de acuerdo a las condiciones de
los estudiantes a los que va dirigido el curso.
¾
Familiarizarse con la herramienta de autor. Familiarizarme con la
herramienta de autor reviste gran importancia, ya que me permite desarrollar
un curso en formato digital y en dependencia del dominio y conocimiento que
tenga sobre ella
necesitaré de más o menos tiempo y de mayor o menor
ayuda de otros. Además, permite ampliar mis conocimientos y desarrollar una
estrategia para relacionarme con otras herramientas de autor en el futuro.
¾
Caracterizar el curso. Caracterizar un curso me es muy útil, pues al hacerlo
analizo los objetos, hechos, fenómenos o procesos incluidos en sus temáticas,
identificando sus vínculos, nexos y relaciones. De esta forma desarrollo mi
pensamiento y adquiero mayor preparación para elaborarlo. Si lo caracterizo de
manera adecuada puedo comprender mucho mejor lo que estudio, separarlo en
sus partes y concretarme en lo esencial, también me prepara para que pueda
definir y así explicarme y poder explicar a otros, los objetos, fenómenos y
procesos que se desarrollan en el curso.
¾
Caracterizar a los posibles estudiantes. Caracterizar los estudiantes me es
muy útil, pues cómo ya no siempre puedo controlar donde, como y cuando
realizarán el curso, me ayuda a entender sus metas, capacidades y
motivaciones. De esta forma desarrollo mi pensamiento y adquiero mayor
preparación para elaborar el curso. Si caracterizo de manera adecuada a los
estudiantes puedo comprender mucho mejor lo que necesitan, separarlo en sus
partes y concretarme en lo esencial.
92
�¾
Determinar recursos necesarios. Determinar los recursos necesarios para
desarrollar un curso es fijar, decidir cuales son los tipos de medios (texto,
imágenes, animaciones, videos, etc.) que necesito para enriquecer las
experiencias
de
aprendizaje
de
los
estudiantes
en
dependencia
del
equipamiento informático; me permite conocer cuales tengo disponibles, a
cuantos puedo tener acceso, cuantos son necesarios y cuantos puedo crear.
¾
Elaborar los objetivos. Elaborar los objetivos es fundamental, porque a partir
de ellos puedo establecer el contenido, los medios, los métodos y las formas de
evaluación del curso. Son declaraciones de que conocimientos, habilidades,
estrategias de aprendizaje y valores adquirirán los estudiantes al terminar el
curso que estoy elaborando.
¾
Diseñar la estructura del curso. Al diseñar la estructura del curso, estoy
esbozando el camino más óptimo que debe recorrer el alumno para aprender,
vencer los objetivos propuestos; es la ruta crítica del estudiante para dominar
el curso. Siempre que elaboro un curso debo diseñar su estructura para
ofrecerle al alumno el camino más recomendable para su aprendizaje, aunque
la selección está en dependencia de sus conocimientos iniciales, no obstante
debo tener en cuenta que ellos pueden recorrer las experiencias educativas del
curso en el orden que estimen más adecuado según sus personalidades y
condiciones.
¾
Diseñar guiones multimedia. Diseñar guiones multimedia correctamente es
muy importante, me permite una mejor comprensión y a los especialistas de
las exigencias que necesita el medio para motivar al estudiante en una
actividad, y aumentar su comprensión de la temática. Los multimedia
acrecientan la comprensión de los estudiantes solo cuando los usamos
apropiadamente, por lo que es muy importante que escriba el orden principal
de sus eventos y compruebe que la persona que lo desarrollará, entiende las
exigencias didácticas de su utilización.
93
�¾
Elaborar las tareas de aprendizaje. Elaborar las tareas de aprendizajes es
fundamental, es la unidad básica que expresa la relación dialéctica inherente al
proceso de enseñanza aprendizaje: entre mi labor intencional, preactiva,
orientadora y el aprendizaje desarrollador del estudiante. Constituye el núcleo
de la actividad que concebimos para realizar por el estudiante está vinculada a
la búsqueda y adquisición de conocimientos, habilidades, estrategias de
aprendizaje y al desarrollo integral de su personalidad.
¾
Elaborar el glosario. Es un elemento muy importante que me permite
ordenar las definiciones más importantes a utilizar en el curso, lo puedo
enriquecer en la medida en que avanzo en su elaboración y me quedará por
siempre como una útil herramienta que aumentará mi léxico y me facilitará un
proceso comunicativo más fluido en el futuro. Además, podré socializar mucho
mejor con otros mis conocimientos.
¾
Elaborar los temas de acuerdo a los objetivos. Elaborar los temas a partir
de los objetivos es muy importante porque me permite la elaboración de los
materiales educativos para que el alumno desarrolle unos aprendizajes
específicos en torno a un determinado tópico. Siempre que elaboro un curso
con una estructura curricular modular es necesario dividirlo en determinados
módulos que en este caso llamamos temas.
¾
Evaluar la elaboración del curso. Evaluar el curso tiene para mi gran
relevancia, al permitirme señalar su utilidad y su importancia, lo que me facilita
hacer mejores elecciones, tomar decisiones más acertadas, asumir teorías más
completas. También me permite adoptar una guía para actuar, modificar o no
la manera en que lo realizo, lo cual me ayuda a ser más preciso, poder
interactuar con otras personas de manera más objetiva y llegar con ellos a
conclusiones acertadas.
¾
Legalizar el curso. Es una etapa en la cual adquiero experiencias en los
procesos de gestión para la legalización de la producción científico-técnica.
94
�Incluye que reconozca el derecho de autor sobre figuras, fotos o el uso de
fuentes autorizadas, entre otras. En la elaboración de la documentación, son
esenciales mis cualidades éticas para reconocer legalmente los derechos
intelectuales de cada especialista sobre: el contenido, los medios, el diseño
informático y gráfico, las diferentes asesorías y los recursos informáticos
utilizados en la elaboración del curso.
¾
Solicitar ayuda. Saber solicitar ayuda a los especialistas es muy importante,
me ayuda a resolver problemas y situaciones de la producción de cursos que
todavía no puedo enfrentar solo, y es indispensable una comunicación eficiente
con los especialistas para poder obtener la información de la manera más
eficaz posible.
Todas estas estrategias de aprendizaje se caracterizan por tener un carácter personal,
suponen mayor reflexión sobre los objetivos planteados, existe en ellas un predominio
de la planificación y la regulación, suponen una respuesta socialmente situada y se
aprenden junto a los contenidos; y aunque son más específicas que las elaboradas en
el proyecto UAC, adquieren generalidad dentro del proceso de producción de cursos,
para ser utilizadas en otros entornos y en la actualización de los cursos.
3.3 Características de las herramientas de autor para favorecer la actividad
independiente del profesor en el proceso de producción
En los análisis realizados sobre las herramientas de autor, se evidencia la necesidad
de adecuar su estructura con otros elementos que no se han sido tomados en cuenta.
A partir de las características exigidas por varios autores que deben tener las
herramientas de autor (Aly, 2003; Bans, 2000; Bell, 1998; Cabero, 2002; Castañeda,
2003; Catalina, 2002; De Benito, 2000, 2002; De Leeuwe, 2002; Murray, 2003;
Susman, 2005), el análisis de requisitos realizados por la investigadora Ileana Alfonso
en su tesis de doctorado (Alfonso, 2005), los análisis realizados para el Asistente de
UAC (Collazo, 2004), el análisis de precedentes del modelo UAC (Cañas y otros,
2004), la observación del proceso de producción de cursos realizado en el CREA y el
ISMMM y de las encuestas realizadas a los profesores, se identificaron un grupo de
95
�características que deben cumplir estos software educativos para favorecer la
actividad independiente de los profesores en la producción de los cursos:
1. La estructuración de la información debe ser modular y reutilizable.
2. Es fácil de usar y requiere poca formación previa.
3. Edición WYSIWYG1 y vista previa del producto.
4. Expone una interfase amigable al autor.
5. Facilita el diseño del curso mediante plantillas.
6. Tiene una elevada automatización de las acciones a realizar.
7. Es independiente de la plataforma y de materiales en sitios remotos.
8. No necesita conexión permanente con otros servidores.
9. Presenta un diseño flexible de la interfase.
10. Incluye características tales como: Deshacer, Copiar, Pegar, y Buscar.
11. Disminuye el esfuerzo (el tiempo, el costo, y / u otros recursos) para crear el
curso.
12. Ayuda al autor a articular u organizar su conocimiento pedagógico.
13. Abarca todas las fases del proceso de producción del curso.
14. Brinda soporte a principios esenciales de diseño en términos pedagógicos y de
producción de cursos.
15. Cuenta con diferentes niveles de ayuda de acuerdo al nivel de conocimientos del
autor que personalizan su actividad para producir el curso.
16. Contribuye a desarrollar estrategias de aprendizaje en el autor durante el proceso
de producción del curso.
17. Facilita orientaciones y ayudas
para profundizar en el modelo pedagógico-
tecnológico a utilizar.
18. Facilita el aprendizaje sobre el proceso de producción de un curso.
1
Es el acrónimo de “What You See Is What You Get” (en español, "lo que ves es lo que obtienes"). Se aplica a los
procesadores de texto y otros editores de texto con formato (como los editores de HTML) que permiten escribir un
documento viendo directamente el resultado final, frecuentemente el resultado impreso. Se dice en contraposición a otros
procesadores de texto, hoy en día poco frecuentes, en los que se escribía sobre una vista que no mostraba el formato del
texto, hasta la impresión del documento (http://en.wikipedia.org/wiki/WYSIWYG)
96
�19. Ofrece orientaciones básicas y generales para que el profesor pueda elaborar cada
acápite del curso.
20. Permite que el autor perfeccione su trabajo como profesor.
Este grupo de características hace un mayor énfasis en la importancia de los
elementos pedagógicos necesarios para la realización del curso. Tratan de llevar a los
diseñadores de este tipo de aplicaciones, a la interiorización de la importancia de
proveer una adecuada orientación y ayuda al profesor en el diseño y elaboración del
curso. Enfatizan en el desarrollo de varios niveles de ayuda que orienten sobre las
ideas para la producción de cursos y los modelos pedagógicos; que sirvan como
ejemplos para la solución de la tarea, de manera que se utilicen como un apoyo
externo y en la realización del control y la valoración de lo realizado.
Destacan, la importancia de facilitar mediante orientaciones y ayudas el desarrollo de
estrategias de aprendizaje en el profesor durante la elaboración del curso.
Si cada herramienta de autor que se elabora tiene en cuenta estas características, los
profesores tendrán una actitud más favorable hacia ellas, facilitando su incorporación
(de las herramientas) en su práctica profesional de la enseñanza y el aprendizaje y en
la investigación.
Herramienta de autor para el modelo pedagógico tecnológico UAC
Hapuac1 es una herramienta de autor resultado práctico de la concepción teórica
metodológica para favorecer la actividad independiente del profesor en el proceso de
producción de cursos. Favorece la autoeducación de este en el proceso, mediante
ayudas contextualizadas, la orientación de las actividades a realizar y un grupo de
estrategias de aprendizaje modeladas para su desarrollo. A continuación se describen
algunos de sus elementos que se consideran particularmente importantes o
característicos en la concepción.
1
Herramienta de Autor Para UAC.
97
�Desde el punto de vista informático Hapuac se elaboró en pascal, con una
programación orientada a objeto, atendiendo a las características mencionadas en
este epígrafe. Su interfaz está dividida en varias secciones (figura 3.4):
1.
Menú Principal.
2.
Barra de Herramientas.
3.
Árbol del Curso.
4.
Zona de trabajo.
5.
Ayuda contextual. Orientaciones generales, básicas, para que el profesor
pueda elaborar, cada acápite del curso.
6.
Ayuda en la Barra de estado.
Consistencia
Valores por
defecto
Figura 3.4 Interfaz de la herramienta de autor.
98
�Figura 3.5 Asistente sobre el modelo pedagógico tecnológico UAC
Atendiendo a la finalidad autoeducativa de la concepción teórica metodológica basada
en la interacción que se establece entre el profesor y la herramienta de autor; en el
diseño de la interfaz, se tuvo en cuenta con mayor énfasis la consistencia de las
metáforas a utilizar y la facilidad de orientarse a partir del conocimiento de los
procesadores de texto y elaboración de presentaciones en la Suite de Microsoft Office
(figura 3.4).
A diferencia de la mayoría de las herramientas de autor que solo incluyen ayudas en
forma de manual de referencia, en esta, existen varios niveles: uno contextual en la
Barra de Estado para cada una de las opciones del programa (6); otro, también
contextual (5), que brinda una breve explicación e indicaciones metodológicas sobre el
elemento del curso que se está elaborando; así como un conjunto de estrategias de
aprendizaje modeladas para facilitar su apropiación por parte de los profesores y la
ayuda sobre la herramienta de autor que puede obtener oprimiendo la tecla F1.
99
�Además, cuenta con dos asistentes:
¾
Uno, sobre las características del modelo pedagógico tecnológico UAC, que
introduce al profesor en el ideal de formación que persigue, las metas,
metodologías y las concepciones teóricas en que se fundamenta, para aplicarlo
de acuerdo a las condiciones de los estudiantes a los que va dirigido el curso
(figura 3.5).
¾
Otro, sobre la producción de cursos, cuya meta fundamental es contribuir al
conocimiento del proceso por parte de los profesores, mostrando sus
características y fases (figura 3.6). Pretende adentrar a los docentes en los
procedimientos sobre la producción de cursos en formato digital, que requieren
una adecuada estructuración y una minuciosa planificación para elaborar un
ambiente que provea a los estudiantes con las condiciones que apoyen el
deseado proceso de enseñanza aprendizaje.
Toda esta información es necesaria en la fase de familiarización del proceso de
producción de cursos diseñados.
100
�Figura 3.6 Asistente sobre la producción de cursos en formato digital.
Figura 3.7 Estructura del curso en la herramienta de autor.
101
�El curso se muestra al profesor en forma de árbol, de manera que tiene acceso a
cualquiera de sus partes de forma intuitiva, facilitando la organización de su
conocimiento pedagógico (figura 3.7).
A partir de la motivación del profesor constatada en las encuestas realizadas, se
favorece el tránsito progresivo de la dependencia a la independencia y a la
autorregulación, en su interacción con la herramienta de autor, apoyándose en las
orientaciones y ayudas mencionas, proporcionándole la adquisición de conocimientos y
sugiriéndole la reflexión sobre los resultados; beneficiando el autocontrol y la
autoevaluación durante el proceso.
De esta manera el profesor en la medida que produce el curso se apropia de
conocimientos, acciones y estrategias de aprendizaje a partir de sus propias
necesidades. Su superación se realiza a través del aprendizaje que desarrolla en la
solución de la tarea: la producción del curso.
Este
proceso
está
organizado
sustentado
en
la
herramienta
de
autor
e
intencionalmente dirigido a la superación del profesor en el modelo pedagógico, en la
producción de cursos y en su crecimiento personal y profesional al enfrentar la tarea.
Apoyado en la herramienta de autor el profesor juega un papel activo en su
interacción con el objeto de asimilación, constituido por los contenidos pedagógicos y
de la producción del curso, en el cual se enfrenta a nuevas y variadas situaciones, que
resuelve con su trabajo independiente y las ayudas que proporciona el software.
Hapuac contribuye a desarrollar estrategias de aprendizaje en el autor durante el
proceso de producción del curso, al sugerir su utilización para y en su elaboración.
Estas se muestran al profesor en dos formas diferentes (figuras 3.8 y 3.9).
Todas las pantallas disponen de orientaciones tecnológicas y pedagógicas que
contribuyen a un mejor desempeño del profesor. A través de las ilustraciones que
presentan muchos de
102
�Figura 3.8 Estrategias de aprendizaje para ser utilizadas en el curso.
Figura 3.9 Estrategias de aprendizaje que deben desarrollar los profesores durante el
proceso de producción
103
�los botones y la similitud con otros conocidos, el profesor puede aprender fácilmente
su uso.
Es importante hacer notar como los sistemas de signos utilizados en la interfaz
facilitan la comprensión por parte del profesor de las acciones a realizar, debido a la
utilización de aquellos que están más cercanos al contenido de la acción que el usuario
debe realizar o del concepto que representan.
Así se desarrolla un significado universal, véase por ejemplo el icono que representa el
cortar en el ambiente Windows, el mismo consiste en una tijera, tomada en asociación
con la experiencia anterior de cortar algo, este icono promueve una serie de
operaciones que no son de la misma naturaleza desde el punto de vista manual y
expresa un modo de actuar y pensar diferente en la edición de un texto.
A partir de estas ideas puede comprenderse la trascendencia que tiene, para la
dirección del proceso de enseñanza aprendizaje, la afirmación de L.Vigotsky con
relación a las formas de interpretar y las estrategias que desarrollan las personas
estrechamente vinculadas al tipo de interacciones que se pueden establecer con las
herramientas y sistemas de signos externos (Herrero y otros, 2004).
Los signos y herramientas, como mediadores, están presentes durante todo el proceso
de producción de cursos. A través de ellos el profesor asimila un nuevo lenguaje, el
que puede emplear para operar internamente. De esta forma se sitúa en condiciones
de utilizarlos en su modo de actuar e incorporarlo al proceso de enseñanzaaprendizaje con el doble propósito de preparar al estudiante en los contenidos
específicos y en el uso de las TIC como parte de la cultura de aprendizaje, como
herramienta utilizada para ayudar a aprender.
3.4 Validación de la Concepción
3.4.1 Validación por consulta a expertos
En el transcurso de la investigación se realizaron varias presentaciones de la
concepción desde su idea inicial hasta su desarrollo final, que favorecieron su
valoración en cada etapa del proceso. Se efectuaron varias sesiones científicas ante
104
�los integrantes del proyecto, que valoraron cada uno de sus elementos. Además de
exposiciones con especialistas (Anexo III-2) y entrevistas con expertos en la temática.
Todos los elementos de la concepción se pudieron concretar en una herramienta de
autor elaborada con este fin. Lo cual es un primer paso indicativo de la validez de la
concepción.
En el camino de reafirmar esta valoración, también se realizó una consulta a expertos
empleando el método Delphi, uno de los métodos subjetivos más confiables para
valorar los elementos fundamentales de la concepción teórica metodológica: las
exigencias, las estrategias de aprendizaje y las características de las herramientas de
autor.
Para la selección de la muestra se siguió el criterio de tratar de involucrar a profesores
e investigadores de diferentes centros que tuvieran relación con la producción de
cursos, que estuvieran vinculados al uso de las tecnologías y conocimientos sobre el
modelo tecnológico pedagógico UAC.
De esta forma, se
aplicó una encuesta con el fin de valorar el coeficiente de
competencia de los posibles expertos (Anexo III-3). Contestaron un total de 13, de los
cuales 12 tenían un coeficiente de competencia catalogado como alto y uno medio
(Anexo III-4). Dado que el coeficiente de competencia promedio de todos los posibles
expertos fue alto, se utilizaron los criterios de todos ellos, tal como se permite en la
utilización de este método estadístico.
El grupo de especialistas estuvo integrado por 12 doctores y un máster con una
experiencia en la educación de 28 años como promedio, todos han realizado al menos
un curso en formato digital, con un promedio de 4 cursos por experto y con
conocimientos sobre el proyecto UAC.
El instrumento para la consulta (Anexo III-5) fue elaborado y aplicado a partir de la
metodología planteada por el método Delphi para recoger información, los resultados
obtenidos a partir de su procesamiento se muestran en el Anexo III-6.
105
�El criterio de los expertos sobre los 119 aspectos sometidos a valoración en relación
con la Concepción, se comportó de la siguiente forma: 108 de ellos fueron valorados
como muy adecuados y los 11 restantes de bastante adecuados; ninguno fue
considerado adecuado, poco adecuado o no adecuado.
Cada una de las exigencias fueron valoradas de muy adecuadas y la mejor evaluada
fue la cuarta exigencia, 11 de los expertos la estimaron muy adecuada, en
correspondencia con el sentir de la concepción en su conjunto: favorecer el desarrollo
de estrategias de aprendizaje y la autoeducación de los profesores en la producción de
cursos.
Las valoraciones sobre las estrategias de aprendizaje fueron más positivas, el 91% de
las apreciaciones fueron, muy y bastante adecuadas y el 8% la evaluó de adecuadas
(figura 3.10).
En el caso de las características que deben cumplir las herramientas de autor para
favorecer su uso el 93% de las valoraciones fueron muy y bastante adecuadas, lo que
brinda una idea clara de la valoración en general de la concepción para el objetivo
trazado.
Las recomendaciones referidas a las exigencias se centraron en la segunda, en
relación con que si era suficiente la familiarización con el modelo pedagógico a
emplear.
En el caso de las estrategias de aprendizaje en total 11 acciones recibieron
valoraciones de poco adecuada o no adecuada de al menos un experto, determinadas
en su mayoría por deficiencias en la redacción. No obstante todas fueron valoradas
finalmente de bastante adecuadas.
106
�100%
90%
80%
70%
1
60%
2
50%
3
4
40%
5
30%
20%
10%
0%
E-1
E-2
E-3
E-4
E-5
E-6
E-7
E-8
E-9
E-10 E-11 E-12 E-13 E-14
Figura 3.10 Valoración de las estrategias de aprendizaje por los expertos
Estos resultados determinan la validación teórica de la propuesta por los expertos
consultados, por lo que no se consideró necesario repetir la consulta.
Las sugerencias, ideas, críticas y recomendaciones expresadas por los expertos en los
instrumentos aplicados se pueden observar en el Anexo III-7; fueron consideradas
para la versión definitiva de la concepción teórica metodológica.
3.4.2 Validación por estudio de casos
Este método de investigación se utilizó para valorar la efectividad de la concepción
teórica metodológica en la elaboración de un curso del modelo pedagógico tecnológico
UAC, y su influencia en la actividad independiente del profesor en el proceso de
producción.
Se desarrollaron estudios de caso instrumentales (Anexo III-8), que se distinguen
porque se definen en razón del interés por conocer y comprender un problema más
amplio a través del conocimiento de un caso particular. El caso es la vía para la
comprensión de algo que está más allá de él mismo, para iluminar un problema o
unas condiciones que afectan no sólo al caso seleccionado sino también a otros
(Stake, 1998).
107
�Este estudio tiene como objetivos educar en el conocimiento del proceso y comprobar
la efectividad de la concepción elaborada para favorecer la actividad independiente del
profesor en el proceso de producción de cursos en formato digital.
Cuestiones a investigar
¾
Influencia de las ayudas ofrecidas por la herramienta de autor en la
comprensión del objeto, y la selección de las alternativas necesarias de
acuerdo a las condiciones en que se desarrolla el proceso.
¾
Importancia de una visión conceptual del proceso de producción del curso y de
la comprensión del modelo pedagógico para enfrentarse a la actividad.
¾
Valoración de la evolución del profesor y las acciones que realiza en la
elaboración de un curso, y si favorecen su actividad independiente.
La investigación se realizó con tres profesores de diversa formación pedagógica y
tecnológica y de distintos centros, lo cual en términos de estudios de caso es
importante, pues, la selección del o de los casos no pretende conseguir o mantener
ningún tipo de representatividad con respecto a los casos posibles, o a la población de
casos posibles. No es una muestra los casos que se seleccionan.
Por otra parte es significativo tomar en consideración el esfuerzo que implica realizar
un curso en formato digital y el tiempo necesario a invertir para ello, sin estar
contemplado en el plan de trabajo profesional de cada profesor.
Debido a los diferentes lugares en que se desempeñaban los profesores y los objetivos
del estudio de casos no se utilizó la observación como elemento fundamental de
recolección de datos, la investigación se apoyó en la entrevista, los cuestionarios y los
autoinformes, lo que no le restó validez ni calidad al estudio realizado.
Los criterios tenidos en cuenta para la selección de casos a incluir en la investigación
fueron:
¾
Conocimientos elementales de informática, trabajo con procesadores de texto.
¾
Disponer del tiempo necesario para dedicarlo al trabajo.
¾
Nivel de motivación para involucrarse en el proceso.
108
�Para la recogida de datos se establecieron las siguientes fases.
1. Entrevista inicial.
¾
Explicación de la concepción y su finalidad.
¾
Explicar importancia de su participación.
¾
Diagnóstico mediante el Instrumento II (Anexo II-6).
2. Entrevistas semiestructuradas (Anexo III-9).
3. Entrevista Final (Anexo III-9).
¾
Entrega de los Autoinformes.
¾
Recogida y evaluación de los cursos realizados.
En la entrevista inicial que se realizó con cada uno de los casos por separado, se les
explicó la finalidad de la concepción y la importancia de su participación, así como los
objetivos del estudio. En general primó un clima de entendimiento y cordialidad
contribuyendo a la motivación de los profesores, a los que llamaremos caso1, caso2 y
caso3.
Como elemento a destacar está la elevada motivación de los casos involucrados para
la elaboración del curso empleando la herramienta de autor.
Los resultados de la aplicación del Instrumento II (Anexo II-6) para diagnosticar sus
habilidades en la producción de cursos se muestran en el Anexo III-10. Todos tienen
buena experiencia en la elaboración de documentos, gráficos y presentaciones, no así
en otros materiales educativos. El orden de experiencia en la elaboración de
materiales educativos de mayor a menor experiencia, es el siguiente: caso1, caso2 y
caso3.
Las herramientas que han usado estos profesores en la elaboración de materiales
educativos son mínimas, excepto el caso1, que además dice haber utilizado
herramientas de autor; el caso 2 solamente ha utilizado procesadores de texto, la
clasificación en el uso de herramientas informáticas, de mayor a menor experiencia,
es el siguiente; caso1, caso3, caso2.
109
�Ninguno tiene conocimientos sobre concepciones o metodologías para la producción de
cursos en formato digital, el caso2 es el único que ha elaborado entre dos y cinco
cursos para la plataforma de Teleformación Microcampus, de manera similar a como
se realizó en el ISMMM1. Y en consecuencia, las acciones que reconocen necesarias
para la elaboración de un curso también son mínimas y no favorecen su actividad
independiente. Además, no tienen experiencia de trabajo con el modelo pedagógico
tecnológico UAC.
En resumen, los casos seleccionados tienen las siguientes características:
Caso1: Buena preparación tecnológica, ha realizado una gama amplia de materiales
educativos en los que ha usado varias herramientas informáticas elaborando pequeños
tutoriales en sistemas de programación de alto nivel, no conoce las concepciones y
modelos para la producción de cursos ni ha realizado ninguno, no reconoce ninguna
acción para la elaboración de un curso en formato digital.
Caso2: También ha realizado varios materiales educativos en formato digital, sin
embargo, solo se ha apoyado en el procesador de texto Word. No conoce las
concepciones y modelos para la producción de cursos aunque dice haber realizado
entre dos y cinco cursos para la plataforma de Teleformación Microcampus. Tienen
una mejor formación pedagógica y reconoce un pequeño grupo de acciones para
realizar un curso.
Caso3: Es el que menos materiales educativos digitales ha elaborado, aunque ha
utilizado además de los procesadores de textos: tabuladores electrónicos. No conoce
la existencia de concepciones y modelos para la elaboración de un curso, ni ha
realizado ninguno. Por las insuficiencias detectadas debe ser el que más necesite de
las orientaciones y los asistentes de la herramienta de autor.
En dependencia del diagnóstico realizado y las posibilidades de la herramienta de
autor, se parte del supuesto que los tres casos estén en condiciones de elaborar el
curso. En este proceso las ayudas no provienen directamente de un profesor o
1
En el capítulo II se detallan los errores de la implementación del modelo individual en el ISMMM.
110
�compañero más capaz, sino mediante guías, orientaciones y asistentes de la
herramienta de autor orientados para la autoeducación. En este proceso es
fundamental distinguir entre las posibilidades que se ofrecen y la utilización real que
hacen de ella los casos.
Todos los casos comenzaron el desarrollo del curso en la fase de familiarización con un
uso más o menos intensivo de las ayudas y asistentes para conocer acerca de los
procesos de producción y sobre el modelo pedagógico a emplear.
El proceso de familiarización con la navegación planteada por la herramienta de autor
fue bastante rápido, no así la comprensión del modelo pedagógico a usar, que fue más
lento. No obstante, la estructura del curso en la herramienta de autor permitía que no
se interrumpiera el trabajo.
El caso1 transitó por todas las fases previstas del proceso de producción para elaborar
el curso; el caso2 ya había desarrollado el curso en la modalidad presencial por lo que
tenía trabajo adelantado en las primeras fases. Para el caso3 hubo fases que se
realizaron solo parcialmente.
En las entrevistas realizadas los casos valoraron de muy buenas las orientaciones y
ayudas que brinda la herramienta, y de muy adecuados los procedimientos de
navegación e información al usuario para desarrollar las actividades necesarias en la
producción del curso. Debe destacarse que no se mantuvieron los mismos ritmos en la
elaboración del curso. El caso3 necesitó mucho más de las ayudas que los demás, en
correspondencia con el diagnóstico realizado. El caso2, de la ayuda referente al
modelo pedagógico y sobre el proceso de producción. Y el caso1 fundamentalmente,
de la ayuda sobre el modelo pedagógico.
Los casos valoran de muy adecuado el dominio adquirido de las acciones realizadas
para la elaboración del curso según la concepción propuesta lo cual favorece su
actividad independiente.
El caso1 y el caso2 no efectuaron una consulta frecuente de las estrategias de
aprendizaje del proceso de producción, pero sí de las necesarias para incorporar al
111
�curso, aludiendo que estás son más generales y contribuyen a la apropiación de las
otras. Ambos consultaban a menudo las orientaciones sobre el proceso de producción,
donde se exponían las acciones a realizar en cada fase, entre ellas las que se
modelaban en las ayudas de las estrategias de aprendizaje. Es decir, ambos realizaron
un conjunto de acciones que representaban una estrategia de aprendizaje, las cuales
obtenía del uso frecuente de la ayuda sobre el proceso de producción del curso.
Esta situación pone de manifiesto que el control consciente de una estrategia de
aprendizaje puede ser más o menos explícito, ya que en algunos casos puede suceder
que parte de los componentes de la estrategia estén automatizados o regulados de
forma implícita. Además, revela el carácter de sistema y de interrelación de la
concepción a través de los asistentes y las ayudas de la herramienta.
El caso3 si hizo un uso frecuente de todas las estrategias de aprendizaje. Su consulta
permitió una mayor reflexión
sobre las acciones a realizar favoreciendo su
autoaprendizaje en el proceso y facilitando la elaboración del curso.
Todos los casos necesitaron ayudas adicionales en el proceso. El caso1 incluyó algunos
elementos multimedia elaborados por otro profesor y por él mismo. El caso2 solicitó
ayudas al grupo de producción del CREA con algunas imágenes. En el Anexo III-11 se
ofrecen los resultados de las entrevistas y encuentros realizados.
Facilidad de uso
Ayudas y
orientaciones
Caso3
Caso2
Conocimiento de las
estrategias
Caso1
El asistente
0
1
2
3
4
5
Figura 3.11 Valoración de cómo favorecieron estos aspectos la producción del curso
112
�El criterio de los casos fue muy bueno sobre el asistente del modelo pedagógico
tecnológico UAC, las ayudas y orientaciones sobre la producción de un curso y la
facilidad de uso de la herramienta de autor. El desarrollo de las estrategias de
aprendizaje es evaluado de regular.
El caso1 según su propio testimonio, no las revisó lo suficiente, al contrario de las que
debía utilizar para elaborar el curso. El análisis de su autoinforme y en los encuentros
realizados se demuestra un mayor desarrollo que el declarado. Si atendemos a las
cuatro fases comentadas por la Dra. Doris Castellanos (Castellanos, 1999) para aplicar
una estrategia, las realizó todas como se puede mostrar en su autoinforme. Al
reconocer que no solo comprendió como realizar el curso, sino además el saber hacer.
El caso2, plantea que aunque conoce las estrategias de aprendizaje y sabe para que
se usan, todavía necesita de una mayor ejecución para desarrollarlas con la calidad
necesaria. En lo cual tiene toda la razón, es imposible que al realizar un solo curso
adquiera todas las estrategias necesarias para llevarlo a cabo. Reconoce sentirse
superado en el proceso.
El caso3 manifiesta que “la ayuda sobre las estrategias de aprendizaje también fue
muy usada, ayudan a llevar a cabo muchas de las cuestiones a realizar y que a veces
desconocemos. Por otra parte la forma en que están redactadas me parece que
facilitan saber como utilizarlas y para que sirven”. No obstante valora que el dominio
que tiene sobre ellas se evalúa de regular.
El análisis de sus autoinformes y en los encuentros realizados se demuestra un mayor
desarrollo que el declarado. Realizaron acciones para adquirir información, y
desplegaron métodos de acción, que implicaron control, intencionalidad, compromiso y
responsabilidad sobre el proceso de aprendizaje, logrando al mismo tiempo una
comprensión significativa del contenido a aprender. Además reconocen que no solo
comprendieron cómo realizar el curso, sino además el saber hacer; al correlacionar los
métodos y conocimientos a emplear. Estos elementos son los que forman la estructura
de cualquier acto intelectual independiente.
113
�Los casos evalúan el aprendizaje adquirido sobre el proceso de producción de un curso
en formato digital de bastante adecuado. Elaboraron el curso con una práctica
reflexiva sobre su propio aprendizaje, precisando sus objetivos, analizando que
necesitan para lograrlos, controlando el proceso y evaluándolo para perfeccionarlo;
elaboraron o aprendieron acciones que no formaban parte de los métodos que usaban
anteriormente
y
que
controlaron
concientemente,
favoreciendo
su
actividad
independiente y su autoeducación.
El resultado más importante del estudio fue la elaboración de los cursos por parte de
los profesores, requiriendo un mínimo de ayuda, con una adecuada calidad. Mostró
que la herramienta de autor, basada en la concepción elaborada, permite que los
profesores planifiquen de manera independiente sus acciones y dirijan todo el proceso,
favoreciendo su actividad independiente, aprendiendo a la vez que realizan su curso,
apoyados en orientaciones y asistentes que incluye la herramienta de autor, sin
descartar la ayuda de otros. Que durante el proceso pueden apropiarse no solo de
modos de hacer sino también de motivaciones y actitudes hacia el propio aprendizaje
que favorecen su autoeducación.
CONCLUSIONES
1.
El proceso de introducción de las TIC en el contexto educativo cubano e
internacional implica nuevos retos para los profesores, uno de ellos es
involucrarlos de manera más activa, tanto en el nivel de independencia que
puedan lograr en la elaboración de su propio material, como en la preparación
necesaria para trasformar su curso.
2.
Los modelos y concepciones del proceso de producción de cursos en formato
digital se basan en el diseño instructivo, y aunque han evolucionado al igual
que las tendencias pedagógicas en las que se sustentan, todavía presentan
dificultades e insuficiencias que obstaculizan un mejor desempeño de los
profesores.
114
�3.
Los niveles de ayuda que ofrecen las herramientas de autor en el conocimiento
de las metodologías y los modelos pedagógicos necesarios para elaborar y
generar los materiales educativos y/o cursos en formato digital por los
profesores, aún no satisfacen todas las expectativas con que fueron creadas,
como: promover una mayor independencia, contribuir a su superación y a la
producción de materiales con una calidad adecuada.
4.
La actividad independiente se revela como una alternativa eficaz para la
adquisición de conocimientos y modos de actuación por el profesor en la
producción de cursos, y convertirse en un vía efectiva para desarrollar acciones
y estrategias de aprendizaje que contribuyan a su autoeducación permanente.
En consecuencia se debe favorecer, a través de este proceso, su actividad
independiente.
5.
Los análisis realizados en la Cujae y el ISMMM pusieron de manifiesto que:
¾
Para la superación de los profesores una estructura tecnológica apropiada
es un requisito importante, pero la utilización de la tecnología
en la
enseñanza y el aprendizaje exige una formación no solo en aspectos
técnicos, sino también en la práctica educativa.
¾
El modelo colaborativo empleado en la Cujae identifica el
proceso de
producción de cursos como una actividad donde el profesor puede
superarse con la ayuda de otros y; el modelo individual empleado en el
ISMMM muestra que el profesor puede elaborar el curso a partir de sus
propios esfuerzos, en su interacción con los software educativos, el nivel
que puede alcanzar en esta superación está determinado por la calidad y
oportunidad
de
ayudas
u
orientaciones
que
pueda
recibir
de
la
herramienta de autor utilizada.
¾
Las acciones realizadas en la producción de un curso en formato digital por
los profesores son mínimas y pueden incrementarse para favorecer su
actividad
independiente,
implementando
una
nueva
concepción
del
115
�proceso en la cual interactúen de forma autodirigida y desarrollen sus
propias estrategias de aprendizaje; para ello, son necesarias herramientas
de autor que favorezcan su superación.
6.
La concepción teórica metodológica para favorecer la actividad independiente
del profesor en la producción de cursos en formato digital se elaboró a partir
de la sistematización teórica de los presupuestos aportados por el proyecto
UAC y de las concepciones y experiencias acerca de la elaboración de cursos; y
consta de los siguientes elementos:
¾
Las exigencias principales del proceso de producción.
¾
Las estrategias de aprendizaje del profesor en el proceso de producción.
¾
La estructura del proceso de producción.
¾
Las características de las herramientas de autor.
7. La concepción teórica metodológica para favorecer la actividad independiente
del profesor en el proceso de producción de cursos se validó a través del
método de consulta a expertos y un estudio de casos múltiple, demostrando su
pertinencia y posibilidades de aplicación como una alternativa para el trabajo
del profesor en la elaboración de cursos con el apoyo de las TIC.
RECOMENDACIONES
1. Proponer el resultado práctico de esta investigación a la dirección docente
metodológica del Ministerio de Educación Superior y su transferencia a otros CES
y sedes universitarias municipales como una alternativa para los profesores que
quieren realizar el proceso de producción de los cursos del modelo pedagógico
tecnológico UAC de forma independientemente.
2. Evaluar y perfeccionar sistemáticamente la herramienta autor elaborada con esta
concepción, a partir de su extensión y utilización en distintos contextos.
3. Proponer la concepción teórica metodológica a la dirección docente metodológica
del Ministerio de Educación Superior como una alternativa para favorecer la
116
�independencia de los profesores en la producción de cursos en formato digital en
el proceso de Universalización que se lleva a cabo en el país.
4. Continuar las investigaciones del proceso de producción de cursos en formato
digital con la concepción teórica metodológica elaborada, aplicándola en distintos
entornos y a diferentes modelos pedagógicos.
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comunicaciones. Universidad de Cienfuegos, Cienfuegos, Cuba.
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225. Torres Lima, P., 2001. Didáctica de las nuevas tecnologías de la información y
la comunicación. En: Pedagogía 2001. La Habana, Cuba.
226. Valdés Fernández, J. y García Concepción, L., 2004. Plataforma De
Educación A Distancia "Iris". En: Universidad 2004. 4º Congreso Internacional de
Educación Superior. La Habana. Cuba.
227. Valdés Florat, M., 2005. El proceso de la formación de habilidades. Una mirada
desde la complejidad
file://d:%5Cmontero%5Cmitesis%5Cbibliografia%5C(Valdes,%202005)%20Habi
lidades%20desde%20la%20complejidad.doc 23/11/2005.
228. Valdés Montalvo, M., 2003. Una contribución para el diseño de una estrategia
de formación profesional permanente en profesores universitarios de carreras de
ingeniería pertenecientes a la rama de las ciencias técnicas en Cuba. Tesis de
Doctorado. CREA. CUJAE, La Habana, Cuba. 131 pp.
229. Valdés Pardo, V., 2004. La formación de los profesores acerca (y por medio)
de las Tecnologías de la Información y la Comunicación: algunos retos a
enfrentar. En: Universidad 2004. 4º Congreso Internacional de Educación
Superior. La Habana. Cuba.
230. Vassileva, J. y Deters, R., 1998. Dynamic Courseware Generation on the
WWW. British Journal of Educational Technology, 29(1): 10p.
128
�231. Vecino Alegret, F., 2000. La Educación Superior en Cuba. Experiencias, retos y
proyecciones. Conferencia especial. En: Convención Universidad 2000. La
Habana, Cuba.
232. Vera Batista, J., 2004. Fundamentos teóricos y prácticos de la autonomía del
aprendizaje en la enseñanza de lenguas extranjeras. En: Actas del VII Congreso
Internacional de la Sociedad Española de Lengua y Literatura. Santiago de
Compostela, España.
233. Vidal Castaño, G., 2005. La actividad del profesor. Educar.
http://www.educar.org/articulos/LaActividaddelProfesor.asp. 11/12/2005.
234. Vygotski, L. S., 2000. Problemas del desarrollo de la psiquis. Obras Escogidas,
III. Editorial Pedagógica, Moscú. 383 pp.
235. Wang, C. X., 2001. Incorporating academic standards in Instructional Systems
Design Process. En: 24th National Convention of the Association for educational
communications and technology. Atlanta.
236. Wilde, R., 2004. XXXIII: Evaluating Digital Authoring Tools. International
Review of Research in Open and Distance Learning, 5(2).
237. Williams, S., 2002. Instructional Design Factors and the Effectiveness of WebBased Training/Instruction. En: R.M. Cervero, B.C. Courtenay y C.H. Monaghan,
The Cyril O. Houle Scholars in Adult and Continuing Education Program Global
Research Perspectives: Volume II. Georgia University, Georgia, pp. 132-145.
238. Wilson, B. y Cole, P., 1992. A review of cognitive teaching models. Educational
Technology Research and Development, 39(4): 47-64.
239. Woodill, G., 2004. Where is the Learning in E-learning? Operitel Corporation.
www.learnflex.com. 20/12/2005.
240. Zamora Aguilera, M., 2004. Alternativa metodológica para el desarrollo de la
independencia cognoscitiva en escolares del primer ciclo de la enseñanza
primaria del Municipio Mariel mediante un sistema de juegos. Tesis de Maestría,
ISPEJV, La Habana, Cuba. 97 pp.
241. Zilberstein Toruncha, J. y otros, 2005. Fundamentos del modelo Universidad
para la Autoeducación Cujae (UAC) y aplicaciones concretas del mismo en la
educación a distancia, como parte de la Universalización de la Educación Superior
Cubana. Cujae, La Habana, Cuba.
242. Zilberstein Toruncha, J. y Silvestre Oramas, M., 2002. Diagnóstico y
transformación de la institución docente. Ediciones CEIDE, México. 180 pp.
243. Zilberstein Toruncha, J. y otros, 2004. Ayudas para las estrategias de
aprendizaje, Proyecto UAC, La Habana, Cuba. 13 pp.
244. Zumbado Fernández, H., 2004. Modelo didáctico de un libro de texto en
formato electrónico para la asignatura Análisis Químico de los Alimentos I en la
carrera de Ciencias Alimentarias. Tesis de Doctorado. CREA, Cujae, La Habana.
129
�ANEXOS
Anexo I. Resumen del modelo tecnológico pedagógico UAC
El Modelo pedagógico tecnológico UAC persigue promover la participación
independiente (reflexiva y consciente) por parte de los estudiante de los cursos, en
su aprendizaje (en unidad entre lo instructivo y lo educativo) con el contenido de
enseñanza, que se les ofrece en una plataforma desarrollada en CD, para facilitar
su utilización en cualquier localidad de Cuba, a partir de los esfuerzos del Estado por
extender el uso de la computación de manera masiva.
La autoeducación revelada en el Modelo, a diferencia de otras modalidades de
educación a distancia estudiadas de otros países y en Cuba para producir cursos
(Cañas, T y Otros, 2004), atenderá la unidad entre lo instructivo, lo educativo y
lo desarrollador, en función de la formación integral de la personalidad de los
estudiantes y que se favorezca en ellos una cultura general integral, que deberá
expresarse en los contenidos de los cursos (sistema de conocimientos, habilidades y
valores que contribuyan a formar), así como en cada una de las tareas que exijan el
esfuerzo intelectual de ellos en vínculo con los otros, lo cual también caracterizará
este Modelo.
El Modelo podría insertarse en la producción de los cursos para la formación de una
cultura integral en la población, dentro de la Universalización que se lleva a cabo hoy
en el país, ya que tiende a favorecer una alta calidad del proceso de enseñanza
aprendizaje, al tener como premisa el empleo de manera racional los recursos
humanos y tecnológicos, conque cuentan hoy las universidades y las SUM ubicadas en
las diferentes localidades. Es también aplicable, con las adecuaciones pertinentes en
cada caso, a contextos educativos de otros países.
Los principales presupuestos asumidos se enuncian a continuación:
¾ De la concepción pedagógica cubana.
¾ La comprensión de la enseñanza como la causa del desarrollo intelectual,
en un contexto cultural dado, en el que la influencia social es determinante, sin
desconocer el papel de lo heredado. (L. S. Vygotski 1966, 1987).
¾ Las exigencias actuales para una concepción de enseñanza y
aprendizaje desarrollador.
A continuación se resumen en un esquema los elementos principales del Modelo:
130
�AUTOEDUCACION
TAREA
TRABAJO
INDEPENDIENTE
DEL ESTUDIANTE
ESTRATEGIAS DE
APRENDIZAJE
GESTIÓN DE LA
INFORMACIÓN
CIENTÍFICOTÉCNICA
CURSO EN CD
Estimular el trabajo grupal
Promover
la consulta de otras fuentes y a
otros especialistas
Estimular
la realización de
investigaciones
Un despliegue de esos elementos del Modelo, a partir de los presupuestos teóricos
asumidos del Enfoque Histórico Cultural, se resume en que:
• La autoeducación es “la actuación consciente y planificada que realiza el
educando consigo mismo (autoactuación) con el objetivo de perfeccionar su
personalidad, en correspondencia con sus potencialidades y con las posibilidades que
le brinda la sociedad.”1 Favorece la actividad cognoscitiva independiente del que
aprende a la vez que la formación de valores asociados a esta, permitiendo así el
pleno desarrollo de la persona, en relación con los otros y la sociedad en general.
La autoeducación entendida en este Modelo, a diferencia de otras concepciones para la
teleformación, educación a distancia, educación abierta, entre otras, le otorga un
importante papel a la ayuda de los otros en el aprendizaje: otros estudiantes, otros
profesionales y técnicos que conozcan del contenido relativo a los cursos, por lo que
en los cursos en CD, se recomienda el trabajo individual, pero se insiste en el valor del
trabajo grupal.
La autoeducación revela la necesaria unidad entre lo instructivo, lo educativo y lo
desarrollador, en función del desarrollo integral de la personalidad de los estudiantes y
1
Fernández, O, Una concepción teórico metodológica de la autoeducación y su proyección en las FAR a partir de las
ideas de Fidel Castro, Resumen de Tesis doctoral, Cuba, 2003, P. 10.
131
�que se favorezca en ellos una cultura general integral, que deberá expresarse en los
contenidos de los cursos (sistema de conocimientos, habilidades y valores que
contribuyan a formar), así como en cada una de las tareas de aprendizaje que deben
exigir el esfuerzo intelectual de ellos, y que aprendan a aprender, a comunicarse, a
autocontrolarse y autoevaluarse.
• El estudiante se vincula al contenido esencial de los materiales en formato
electrónico que se generaran a partir del Modelo, en un CD ROM, en el cual también
se presentan otros contenidos complementarios, con el apoyo diferentes ayudas, que
puede solicitar y se abrirán en ventanas diferentes, a partir de las posibilidades que
ofrece la multimedia interactiva, lo cual le ayudará a desarrollar su trabajo
independiente, a la vez que lo motivarán a realizarlo.
La alternativa que ofrece el Modelo al presentar los cursos en CD, se ajusta a las
exigencias actuales de la Universalización de la Educación Superior cubana, en tanto
permite que estos puedan llegar a todas las localidades del país, tengan acceso o no a
conexión a Internet y al propio desarrollo tecnológico alcanzado, ya que hoy existen
numerosas instalaciones en toda Cuba que poseen computadoras, en las cuales se
puede consultar el curso.
• Promueve el trabajo independiente (reflexivo y consciente) por parte del propio
estudiante, en su aprendizaje, para apropiarse del contenido de enseñanza que se
ofrece en la plataforma en CD ROM, sin necesidad de estar directamente en las
instalaciones universitarias o de asumir horarios rígidos.
• Se favorece el desarrollo de estrategias de aprendizaje, entendidas estas
como “procedimientos para la autoeducación, de los que la persona se apropia en la
actividad y la comunicación y le permiten alcanzar metas superiores. Se perfeccionan
y transfieren, al constituirse en recursos de autorregulación, control y valoración en el
propio aprendizaje, a partir de un componente motivacional importante. Se
desarrollan tanto en el proceso de estudio que realiza la persona en su actividad
cognoscitiva independiente o con la ayuda de otros (docente, estudiantes y otras
personas), lo que contribuye a la formación de cualidades de su personalidad.”1
• Promueve la realización por el estudiante de diferentes tipos de tareas de
aprendizaje, con niveles de complejidad creciente, que van desde la reproducción
simple de conocimientos, la reproducción con y sin modelos, la aplicación de los
conocimientos a situaciones conocidas y a otras nuevas y la creación.
La investigación adoptó que la tarea de aprendizaje es “la unidad básica que expresa
la relación dialéctica inherente al proceso de enseñanza-aprendizaje: entre la labor
intencional, preactiva, orientadora del profesor y el aprendizaje desarrollador del
estudiante. Constituye el núcleo de la actividad que se concibe para realizar por el
estudiante en el proceso de autoeducación (...) está vinculada a la búsqueda y
adquisición de conocimientos, habilidades, estrategias de aprendizaje y al desarrollo
integral de su personalidad.”2
Estas tareas se concentrarán en lo cognitivo, en el desarrollo de habilidades, en la
formación de valores y en el crecimiento personal, al contener elementos que
orientarán al estudiante a estudiar de manera independiente, a relacionarse con su
entorno social, a solicitar la ayuda de otros, a comunicar a otros sus inquietudes y
preocupaciones o también ayudar a otros estudiantes que cursen esta modalidad
educativa.
• Como elementos que apoyan los materiales concebidos bajo este modelo, se
contempla la orientación y estimulación a: la consulta en bibliotecas y otros centros de
la ciencia, la producción o los servicios; la consulta a Centros Virtuales de recursos (en
aquellas localidades en las que exista conectividad), así como el desarrollo de
investigaciones por parte de los estudiantes, entre otras.
1
Zilberstein, J y otros, Monografía estrategias de aprendizaje en un Proyecto Universidad para la autoeducación Cujae
(UAC), 2004, P. 72.
2 R. Collazo y N. Valdés, Estudio teórico y propuesta metodológica sobre las tareas para el aprendizaje en el modelo
pedagógico-tecnológico del Proyecto Universidad para la Autoeducación CUJAE (UAC). Monografía. 2004. P. 6.
132
�Este modelo asume un diseño curricular disciplinar y modular, que favorece la
atención a las relaciones interdisciplinarias y multidisciplinarias, sin desatender la
formación en cada disciplina desde el punto de vista del contenido (que incluye los
conocimientos, habilidades y valores, los intereses, necesidades y motivos de los
estudiantes, así como el desarrollo de su capacidad creadora).
Mapa general de los cursos generados a partir del Modelo UAC
Tomado de:
Informe de investigación al programa nacional del CITMA: la sociedad cubana actual.
Retos y perspectivas hacia el siglo XXI.
Resultado parcial:
Fundamentos del modelo Universidad para la Autoeducación (UAC) y aplicaciones
concretas del mismo en la educación a distancia, como parte de la Universalización de
la Educación Superior Cubana.
(Zilberstein y Otros, 2005)
133
�Anexo II. Instrumento sobre la Teleformación
El propósito de este instrumento, es obtener información sobre el estado del claustro
para desarrollar la Teleformación.
Su colaboración será de gran ayuda para el trabajo de investigación que el CREA viene
realizando sobre esta modalidad de la enseñanza. Gracias.
1. Datos generales. Usted debe seleccionar según corresponda.
1.1
Facultad a la que pertenece.
Arquitectura, Civil, Eléctrica, Industrial, Mecánica, Química, Área
independiente.
1.2
La asignatura que imparte es.
Básica, básica específica, especialidad.
1.3
Categoría docente.
Titular, auxiliar, asistente, instructor, adiestrado.
1.4
Experiencia como docente.
Más de 25 años, 10 a 24 años, 4 a 9 años, 1 a 3 años, ninguna.
1.5
Ha impartido cursos de postgrado.
Más de 10 cursos, 4 a 10 cursos, 1 a 3 cursos, ninguno.
1.6
Ha preparado algún curso basado en el uso de las TIC. Si___
1.7
Ha impartido cursos basados en el uso de las TIC.
1.8
Su experiencia en la Educación a Distancia es:
Elaborando algún curso
Impartiendo algún curso
Elaborando e impartiendo algún curso
1.9
Su conocimiento sobre los aspectos teóricos de la Educación a Distancia lo
considera.
Nulo, Muy bajo, Bajo, alto, Muy alto.
Si___
No ___
No___
2. En la relación siguiente, seleccione, en orden de importancia, cinco enunciados que
a su juicio caracterizan el proceso de enseñanza-aprendizaje a distancia.
Considere el número 1 como más importante y el número 5 el menos importante
No.
Enunciado
Orden
2.1
Permite atender las diferencias individuales en el aprendizaje.
2.2
Representa una mayor flexibilidad para el estudiante, en la
organización y ejecución de la actividad de estudio.
2.3
Es fundamental el diseño bien estructurado del proceso didáctico.
2.4
La comunicación está mediada por la tecnología.
2.5
Los medios constituyen el soporte fundamental del proceso de
enseñanza-aprendizaje.
2.6
El aprendizaje se desarrolla a partir del trabajo independiente del
estudiante.
2.7
La labor de orientación y estimulación del profesor/tutor.
2.8
La importancia de la retroalimentación para el estudiante.
2.9
El carácter tecnológico en el proceso de diseño.
2.10 Resulta más económica en general.
134
�3. Valore de uno a cinco, según su grado de acuerdo, las siguientes afirmaciones
sobre el desarrollo del proceso de enseñanza aprendizaje a distancia, basado en el uso
de las TIC
1 = En desacuerdo
2 = Algo en desacuerdo
3 = Ni de acuerdo, ni en desacuerdo.
4 = Algo de acuerdo
5 = De acuerdo
No. Enunciado
1
2
3
4
5
3.1 Creo que disminuye la calidad con respecto a la
enseñanza tradicional presencial
3.2 Para mi es importante que exista contacto físico del
profesor con el estudiante y entre ellos.
3.3 Ante un problema con la tecnología empleada, no sabría
continuar sin el apoyo de otros especialistas.
3.4 Creo que es una alternativa interesante porque favorece
el trabajo independiente del estudiante.
3.5 Los cambios que implican desarrollar un proceso de
enseñanza-aprendizaje en esta modalidad con el uso de
las TIC, enriquecen mi experiencia profesional.
3.6 No me resulta agradable que los estudiantes estudien de
forma “aislada”
3.7 Creo que puedo adaptarme, a cualquier tipo de
enseñanza diferente a la presencial
3.8 Supondría un reto interesante demostrar que puedo
aprender a desarrollar cursos a distancia basados en el
uso de las TIC
3.9 Creo que tiene menos prestigio que la enseñanza
tradicional presencial
3.10 En este tipo de cursos experimento, o creo que
experimentaría, una falta de control sobre la enseñanza
y el aprendizaje.
3.11 Al estudiar en este tipo de cursos el estudiante dispone
de menos recursos para realizar el aprendizaje y adquiere
menos experiencia
3.12 Presenta mayor flexibilidad para desarrollar el proceso de
enseñanza aprendizaje que la enseñanza tradicional
presencial
3.13 Para realizar un curso a distancia que incorpore el uso de
las TIC es importante la concepción pedagógica del
profesor
3.14 El profesor tiene el reto que representa mantener la
motivación y el esfuerzo que este tipo de curso exige del
estudiante
3.15 Creo que los estudiantes no están preparados para
aprender a distancia
3.16 La considero valiosa para enfrentar una educación masiva
con calidad
3.17 Supone una forma alternativa de conseguir una formación
de calidad
3.18 Los profesores necesitamos ser preparados para realizar
la educación a distancia basada en las TIC
3.19 Puede aportar elementos educativos al proceso de
135
�aprendizaje del estudiante.
4. En la relación que aparece a continuación, seleccione el indicador (1 - 2 - 3) que
usted considera, refleja mejor su experiencia en la elaboración, de materiales
docentes con el uso de las TIC.
1. No tiene experiencia: significa que no lo ha realizado.
2. Alguna experiencia: significa que ha realizado algún(os) material(es) de este
enunciado y en general lo ha realizado con ayuda.
3. Bastante experiencia: significa que ha realizado muchos materiales y en general
no requiere ayuda para hacerlo.
No.
Enunciado
1
2
3
4.1
Elaboración de documentos con un procesador de texto.
4.2
Elaboración de presentaciones en PowerPoint.
4.3
Elaboración de hipertextos.
4.4
Elaboración de animaciones.
4.5
Elaboración de multimedia.
4.6
Elaboración de simulaciones.
4.7
Elaboración de guiones para video.
4.8
Elaboración de páginas Web.
4.9
Digitalización de documentos, que solo tienen texto.
4.10 Digitalización de imágenes.
4.11 Digitalización de sonido.
4.12 Digitalización de video.
4.13 Edición de imágenes.
4.14 Edición de sonido.
4.15 Edición de video.
5. ¿Con qué frecuencia ha seleccionado medios y/o recursos informáticas que existen
en la red o en un CD-ROM para integrarlos a las actividades de enseñanza-aprendizaje
que usted realiza con sus estudiantes?
1. nunca: significa que no lo ha realizado
2. a veces: significa que lo ha realizado de manera eventual, ocasional
3. frecuentemente: significa que lo realiza de manera sistemática, constante
No.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
Enunciado
Para apoyar la exposición de contenidos.
La planificación del tiempo de estudio.
La comunicación profesor estudiante y entre estudiantes.
La formación de valores
Desarrollar la creatividad en el estudiante.
La gestión de la información por el estudiante
La realización cooperada de trabajos
La evaluación del estudiante
El trabajo de laboratorio del estudiante.
La ejercitación y el entrenamiento de los estudiantes.
La construcción de entornos virtuales de enseñanzaaprendizaje
5.12 Motivar al estudiante
5.13 La gestión de aprendizajes individualizados
1
2
3
136
�6. Seleccione cinco opciones en las que refleje a su juicio, la importancia de la
Intranet para el proceso de enseñanza-aprendizaje.
No. Enunciado
Selec
6.1 Es una expresión de estar a tono con el avance tecnológico.
6.2 La posibilidad de transformar mi forma de enseñar.
6.3 Permite al estudiante acceder a materiales más interactivos.
Amplía las posibilidades de cooperación y comunicación entre los
6.4
estudiantes.
6.5 Favorece para estudiantes y profesores la gestión de información.
6.6 Permite atender las diferencias individuales en el aprendizaje.
6.7 Tendrá una pequeña influencia aunque no será importante.
Contribuye a desarrollar el trabajo independiente y creativo de los
6.8
estudiantes.
6.9 Favorece las posibilidades de actualización científico-técnica del profesor.
7. En el siguiente cuadro usted puede escribir cualquier sugerencia o criterio sobre la
Educación a Distancia, con el uso de las TIC, que desee añadir.
Anexo II-1. Respuestas a la pregunta 1 del Instrumento I
Tabla 2 Pregunta 1.2. Respuestas por asignatura.
Asignatura
Cantidad de
% que representa del
respuestas
total de respuestas
Básica
8
28.59
Básica específica
5
17.85
Especialidad
10
35.71
Opcional
5
17.85
Total
28
100
Tabla 3 Pregunta 1.3. Respuestas por categoría docente
Categoría docente
Cantidad
15 %
Cantidad de
% de
(*)
respuestas
respuestas
Profesor Titular
20
3
4
20
Profesor Auxiliar
39
5.85
4
10.26
Asistente
63
9.45
5
7.94
Otras
70
10.5
15
21.43
Total
192
28.8
28
14.58
(*) Fuente: Informe de Recursos Humanos con fecha 23 de noviembre de 2004.
Tabla 4 Pregunta 1.4 Respuestas en relación a la experiencia docente
Experiencia docente
Cantidad de
% que representa
respuestas
del total encuestado
Más de 25 años
6
21.43
Entre 10 y 24 años
7
25
Entre 4 y 9 años
4
14.29
Entre 1 y 3 años
9
32.14
ninguna
2
7.14
Total
28
100
137
�Tabla 5 Pregunta 1.5 Respuestas en relación a la experiencia impartiendo cursos de
postgrado
Experiencia docente
Cantidad de
% que representa del
en el postgrado
respuestas
total de encuestados
Más de 10 cursos
8
28.57
Entre 4 y 10 cursos
5
17.86
Entre 1 y 3 cursos
6
21.43
Ninguna
9
32.14
Total
28
100
Tabla 6 Preguntas 1.6 y 1.7 Cantidad de los profesores que han utilizado las TIC en
sus cursos
ISMMM
Cujae
Total
Si
%
No
%
Si
%
No
%
Si
%
No
%
Ha preparado
algún curso
basado en el
uso de las
TIC
14
50
14
50
65
48,5
69
51,5
79
48.77
83
51.23
Ha impartido
cursos
basados en
el uso de las
TIC
12
42.86
16
57.14
57
42,5
77
57,5
69
42.59
93
57.41
Tabla 7 Pregunta 1.8 Respuestas en relación a la experiencia en Teleformación
ISMMM
Cujae
Experiencia
docente.
Cantidad
de
respuesta
s
% que
representa
del total de
respuestas
Cantidad
de
respuesta
s
% que
representa
del total de
respuestas
Elaborando algún
curso
7
25
26
19.4
Impartiendo
algún curso
3
10.71
9
Elaborando e
impartiendo
algún curso
6
21.43
12
28
ninguna
Total
Total
33
%
20.3
7
6.7
12
7.41
19
14.2
25
15.4
3
42.86
80
59.7
92
56.7
9
100
134
100
138
�Tabla 8 Pregunta 1.9 Respuestas en relación al conocimiento de los aspectos
teóricos de la Teleformación
Los
conocimientos
los considera
ISMMM
Cantidad
% que
de
representa
respuestas
del total
de
respuestas
Cujae
Cantidad
% que
de
representa
respuestas
del total
de
respuestas
Nulo
7
25
14
10,4
Muy bajo
6
21.43
18
13,4
Bajo
11
39.29
69
51,5
Alto
4
14.29
29
21,6
Muy alto
0
0
4
3,0
28
100
134
100
Total
Total
%
125
77.16
Anexo II-2. Respuestas a la pregunta 2 del Instrumento I
2.- En la relación siguiente, seleccione, en orden de importancia, cinco enunciados que
a su juicio caracterizan el proceso de enseñanza-aprendizaje en la Teleformación.
Considerado el número 1 como más importante y el número 5 el menos importante
No.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Enunciado
Permite atender las
diferencias
individuales en el
aprendizaje.
Representa una
mayor flexibilidad
para el estudiante,
en la organización
y ejecución de la
actividad de
estudio.
Es fundamental el
diseño bien
estructurado del
proceso didáctico.
La comunicación
está mediada por
la tecnología.
Los medios
constituyen el
soporte
fundamental del
proceso de
enseñanzaaprendizaje.
El aprendizaje se
desarrolla a partir
del trabajo
independiente del
estudiante.
ISMMM
1
2
7
7
3
13
4
1
5
0
1+2
14
4+5
1
4
7
17
0
0
11
7
12
9
0
0
2
10
9
4
8
5
10
13
9
6
Cujae
3
4
24 17
1
7
2
17
5
12
0
35
29
18
16
10
19
0
39
21
16
13
9
3
12
7
7
8
10
10
16
4
1
13
5
12
20
22
17
9
0
0
22
0
22
20
14
23
14
139
�2.7
2.8
2.9
2.10
La labor de
orientación y
estimulación del
profesor/tutor.
La importancia de
la
retroalimentación
para el estudiante.
El carácter
tecnológico en el
proceso de diseño.
Resulta más
económica en
general.
11
8
9
0
0
19
0
6
12
15
19
22
5
13
10
0
0
18
0
1
4
13
13
27
3
11
12
2
0
14
2
0
1
0
4
5
5
3
13
4
3
8
7
5
2
2
3
9
% de Profesores
Aspectos pedagógicos de la Teleformación
ISMMM
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Importante
Menos
Importante
Medio
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
140
�% de Profesores
Aspectos pedagógicos de la Teleformación
Cujae
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Importante
Menos
Importante
Medio
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anexo II-3. Respuestas a la pregunta 3 del Instrumento I
Sobre la visión, la actitud, la motivación hacia la Teleformación.
Valore de uno a cinco, según su grado de acuerdo, las siguientes afirmaciones sobre el
desarrollo del proceso de enseñanza – aprendizaje a distancia, basado en el uso de las
TIC
1 = En desacuerdo
2 = Algo en desacuerdo
3 = Ni de acuerdo, ni en desacuerdo
4 = Algo de acuerdo
5 = De acuerdo
ISMMM
No.
Enunciado
3.1 Creo que disminuye la calidad con respecto a la
enseñanza tradicional presencial
3.2 Para mi es importante que exista contacto físico del
profesor con el estudiante y entre ellos.
3.3 Ante un problema con la tecnología empleada, no sabría
continuar sin el apoyo de otros especialistas
3.4 Creo que es una alternativa interesante porque favorece
el trabajo independiente del estudiante.
3.5 Los cambios que implican desarrollar un proceso de
enseñanza-aprendizaje en esta modalidad con el uso de
las TIC, enriquecen mi experiencia profesional.
3.6 No me resulta agradable que los estudiantes estudien de
forma independiente
3.7 Creo que puedo adaptarme, a cualquier tipo de
enseñanza diferente a la presencial
3.8 Supondría un reto interesante demostrar que puedo
aprender a desarrollar cursos a distancia basados en el
uso de las TIC
3.9 Creo que tiene menos prestigio que la enseñanza
tradicional presencial
1
0
2
6
3
6
4
9
5
7
6
12
3
6
1
9
6
5
5
3
14
7
2
4
1
10
6
8
3
1
2
6
1
8
11
11
4
8
3
2
11
5
7
4
1
2
7
2
7
10
141
�3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
En este tipo de cursos experimento, o creo que
experimentaría, una falta de control sobre la enseñanza
y el aprendizaje.
Al estudiar en este tipo de cursos el estudiante dispone
de menos recursos para realizar el aprendizaje y
adquiere menos experiencia
Presenta mayor flexibilidad para desarrollar el proceso
de enseñanza - aprendizaje que la enseñanza tradicional
presencial
Para realizar un curso a distancia que incorpore el uso
de las TIC es importante la concepción pedagógica del
profesor
El profesor tiene el reto que representa mantener la
motivación y el esfuerzo que este tipo de curso exige del
estudiante
Creo que los estudiantes no están preparados para
aprender a distancia
La considero valiosa para enfrentar una educación
masiva con calidad
Supone una forma alternativa de conseguir una
formación de calidad
Los profesores necesitamos ser preparados para realizar
la educación a distancia basada en las TIC
Puede aportar elementos educativos al proceso de
aprendizaje del estudiante.
ISMMM
No.
1+2
3.1
16
3.2
7
3.3
8
3.4
5
3.5
4
3.6
19
3.7
5
3.8
5
3.9
17
3.10
15
3.11
18
3.12
3
3.13
2
3.14
2
3.15
12
3.16
3
3.17
7
3.18
0
3.19
3
Desacuerd
o
57.14
25.00
28.57
17.86
14.29
67.86
17.86
17.86
60.71
53.57
64.29
10.71
7.14
7.14
42.86
10.71
25.00
0.00
10.71
4+5
6
18
15
21
16
8
15
16
9
6
6
16
16
24
13
21
19
28
23
De acuerdo
21.43
64.29
53.57
75.00
57.14
28.57
53.57
57.14
32.14
21.43
21.43
57.14
57.14
85.71
46.43
75.00
67.86
100.00
82.14
4
2
7
6
9
2
4
4
11
7
8
8
9
3
0
0
16
10
2
0
15
9
2
1
1
5
8
3
3
9
12
9
4
1
2
10
9
2
5
2
18
10
0
0
0
14
9
2
2
1
Indeciso
21.43
10.71
17.86
7.14
28.57
3.57
28.57
25.00
7.14
25.00
14.29
32.14
35.71
7.14
10.71
14.29
7.14
0.00
7.14
142
�CUJAE
No. Enunciado
3.1 Creo que disminuye la calidad con respecto a la
enseñanza tradicional presencial
3.2 Para mi es importante que exista contacto físico del
profesor con el estudiante y entre ellos.
3.3 Ante un problema con la tecnología empleada, no
sabría continuar sin el apoyo de otros especialistas
3.4 Creo que es una alternativa interesante porque
favorece el trabajo independiente del estudiante.
3.5 Los cambios que implican desarrollar un proceso de
enseñanza-aprendizaje en esta modalidad con el uso
de las TIC, enriquecen mi experiencia profesional.
3.6 No me resulta agradable que los estudiantes
estudien de forma independiente
3.7 Creo que puedo adaptarme, a cualquier tipo de
enseñanza diferente a la presencial
3.8 Supondría un reto interesante demostrar que puedo
aprender a desarrollar cursos a distancia basados en
el uso de las TIC
3.9 Creo que tiene menos prestigio que la enseñanza
tradicional presencial
3.1 En este tipo de cursos experimento, o creo que
experimentaría, una falta de control sobre la
enseñanza y el aprendizaje.
3.11 Al estudiar en este tipo de cursos el estudiante
dispone de menos recursos para realizar el
aprendizaje y adquiere menos experiencia
3.12 Presenta mayor flexibilidad para desarrollar el
proceso de enseñanza - aprendizaje que la
enseñanza tradicional presencial
3.13 Para realizar un curso a distancia que incorpore el
uso de las TIC es importante la concepción
pedagógica del profesor
3.14 El profesor tiene el reto que representa mantener la
motivación y el esfuerzo que este tipo de curso exige
del estudiante
3.15 Creo que los estudiantes no están preparados para
aprender a distancia
3.16 La considero valiosa para enfrentar una educación
masiva con calidad
3.17 Supone una forma alternativa de conseguir una
formación de calidad
3.18 Los profesores necesitamos ser preparados para
realizar la educación a distancia basada en las TIC
3.19 Puede aportar elementos educativos al proceso de
aprendizaje del estudiante.
CUJAE
No.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
1+2
80
23
44
4
5
Desacuerdo
59.70
17.16
32.84
2.99
3.73
4+5
38
101
67
125
123
De acuerdo
28.36
75.37
50.00
93.28
91.79
1
51
2
29
3
16
4
26
5
12
8
15
10
55
46
24
20
23
42
25
3
1
5
18
107
3
2
6
15
108
62
25
22
16
9
5
11
15
36
67
7
4
2
24
97
48
21
24
25
16
47
29
16
31
11
65
39
9
17
4
4
5
10
31
84
1
1
3
127
2
1
3
3
11
116
12
16
15
55
36
11
10
9
33
71
6
10
8
33
77
2
1
1
6
123
2
4
11
33
84
Indeciso
11.94
7.46
17.16
3.73
4.48
143
�3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
87
16
11
69
76
104
9
2
4
28
21
16
3
6
64.93
11.94
8.21
51.49
56.72
77.61
6.72
1.49
2.99
20.90
15.67
11.94
2.24
4.48
25
103
121
41
42
21
115
129
127
91
104
110
129
117
18.66
76.87
90.30
30.60
31.34
15.67
85.82
96.27
94.78
67.91
77.61
82.09
96.27
87.31
Total
No.
1+2
86
41
59
25
21
95
31
27
78
82
110
25
18
28
41
42
35
31
29
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
Desacuerdo
53.09
25.31
36.42
15.43
12.96
58.64
19.14
16.67
48.15
50.62
67.90
15.43
11.11
17.28
25.31
25.93
21.60
19.14
17.90
16.42
11.19
1.49
17.91
11.94
6.72
7.46
2.24
2.24
11.19
6.72
5.97
0.75
8.21
De
acuerdo
33.33
66.67
46.30
80.25
78.40
27.16
66.67
77.78
35.80
35.19
24.07
72.84
80.86
79.63
63.58
66.05
72.22
79.63
74.07
4+5
54
108
75
130
127
44
108
126
58
57
39
118
131
129
103
107
117
129
120
3
22
13
28
7
14
23
23
9
26
23
13
19
13
5
18
13
10
1
13
Indeciso
13.58
8.02
17.28
4.32
8.64
14.20
14.20
5.56
16.05
14.20
8.02
11.73
8.02
3.09
11.11
8.02
6.17
0.62
8.02
Visión, actitud y motivación
90
80
70
60
Desacuerdo
50
De acuerdo
40
Indeciso
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
144
�Motivación. ISMMM
Item
motivado
%
No
motivado
%
No tiene
criterio
%
3.5
16
57.14
8
28.57
4
14.29
3.8
16
57.14
7
25.00
5
17.86
3.18
28
100.00
0
0.00
0
0.00
% de profesores
Motivación de los profesores ISMMM
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
3.5
3.8
3.18
Motivado
Motivación. Cujae
Item
motivado
No Motivado Sin Criterio
%
No
motivado
%
No tiene
criterio
%
3.5
123
91.79
5
3.73
6
4.48
3.8
121
90.30
11
8.21
2
1.49
3.18
129
96.27
3
2.24
1
0.75
% de profesores
Motivación de los profesores Cujae
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
0.00
3.5
3.8
3.18
Motivado
Motivación. Total
Item
motivado
No Motivado Sin Criterio
%
No
motivado
%
No tiene
criterio
%
3.5
139
85.80
13
8.02
10
6.17
3.8
137
84.57
18
11.11
7
4.32
3.18
157
96.91
3
1.85
1
0.62
145
�Motivación de los profesores
% de profesores
120.00
100.00
80.00
3.5
60.00
3.8
40.00
3.18
20.00
0.00
Motivado
No Motivado
Sin Criterio
Anexo II-4. Repuestas a preguntas 4 y 5 del Instrumento I
4.- En la relación que aparece a continuación, seleccione el indicador (1 - 2 - 3) que
usted considera, refleja mejor su experiencia en la elaboración, de materiales
docentes con el uso de las TIC.
1. No tiene experiencia: significa que no lo ha realizado.
2. Alguna experiencia: significa que ha realizado algún(os) material(es) de
este enunciado y en general lo ha realizado con ayuda.
3. Bastante experiencia: significa que ha realizado muchos materiales y en
general no requiere ayuda para hacerlo.
ISMMM
No.
Enunciado
4.1
Elaboración de documentos con un
procesador de texto
4.2
Elaboración de presentaciones en
PowerPoint.
4.3
Elaboración de hipertextos
4.4
Elaboración de animaciones
4.5
Elaboración de multimedia
4.6
Elaboración de simulaciones
4.7
Elaboración de guiones para video
4.8
Elaboración de páginas Web
4.9
Digitalización de documentos, que
solo tienen texto
4.10 Digitalización de imágenes
4.11 Digitalización de sonido
4.12 Digitalización de video
4.13 Edición de imágenes
4.14 Edición de sonido
4.15 Edición de video
totales
1
4
%
14.29
2
6
%
21.43
3
18
%
64.29
2
7.14
7
25
19
67.86
9
11
18
20
19
12
3
32.14
39.29
64.29
71.43
67.86
42.86
10.71
11
10
5
3
6
10
10
39.29
35.71
17.86
10.71
21.43
35.71
35.71
8
7
5
5
3
6
15
28.57
25
17.86
17.86
10.71
21.43
53.57
5
16
19
9
18
19
184
17.86
57.14
67.86
32.14
64.29
67.86
43.81
9
7
4
7
6
5
106
32.14
25
14.29
25
21.43
17.86
25.24
14
5
5
12
4
4
130
50
17.86
17.86
42.86
14.29
14.29
30.95
146
�Experiencia en la elaboración de materiales educativos ISMMM
90
80
70
60
Ninguna
50
Alguna
40
Bastante
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Cujae
No.
Enunciado
4.1
Elaboración de documentos con un
procesador de texto
4.2
Elaboración de presentaciones en
PowerPoint.
4.3
Elaboración de hipertextos
4.4
Elaboración de animaciones
4.5
Elaboración de multimedia
4.6
Elaboración de simulaciones
4.7
Elaboración de guiones para video
4.8
Elaboración de páginas Web
4.9
Digitalización de documentos, que
solo tienen texto
4.10 Digitalización de imágenes
4.11 Digitalización de sonido
4.12 Digitalización de video
4.13 Edición de imágenes
4.14 Edición de sonido
4.15 Edición de video
totales
10
11
1
12
13
14
15
9
%
6.72
2
21
%
15.67
3
104
%
77.61
7
5.22
24
17.91
103
76.87
66
75
104
88
103
70
39
49.25
55.97
77.61
65.67
76.87
52.24
29.10
38
44
20
26
19
39
23
28.36
32.84
14.93
19.40
14.18
29.10
17.16
30
15
10
20
12
25
72
22.39
11.19
7.46
14.93
8.96
18.66
53.73
56
104
112
72
114
107
1126
41.79
77.61
83.58
53.73
85.07
79.85
56.02
36
20
15
36
14
18
393
26.87
14.93
11.19
26.87
10.45
13.43
19.55
42
10
7
26
6
9
491
31.34
7.46
5.22
19.40
4.48
6.72
24.43
147
�Experiencia en la elaboración de materiales educativos Cujae
90
80
70
60
Ninguna
50
Alguna
40
Bastante
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Total
Enunciado
Elaboración de documentos con un
procesador de texto
Elaboración de presentaciones en
PowerPoint.
Elaboración de hipertextos
Elaboración de animaciones
Elaboración de multimedia
Elaboración de simulaciones
Elaboración de guiones para video
Elaboración de páginas Web
Digitalización de documentos, que solo
tienen texto
Digitalización de imágenes
Digitalización de sonido
Digitalización de video
Edición de imágenes
Edición de sonido
Edición de video
totales
9
10
11
12
1
%
13
14
2
15
%
3
%
13
8.02
27
16.67
122
75.31
9
75
5.56
46.30
31
49
19.14
30.25
122
38
75.31
23.46
86
53.09
54
33.33
22
13.58
122
108
122
82
75.31
66.67
75.31
50.62
25
29
25
49
15.43
17.90
15.43
30.25
15
25
15
31
9.26
15.43
9.26
19.14
42
61
120
131
81
132
126
25.93
37.65
74.07
80.86
50.00
81.48
77.78
33
45
27
19
43
20
23
20.37
27.78
16.67
11.73
26.54
12.35
14.20
87
56
15
12
38
10
13
53.70
34.57
9.26
7.41
23.46
6.17
8.02
1310
53.91
499
20.53
621
25.56
148
�Experiencia en la elaboración de materiales educativos
90
80
70
60
No tiene
50
Alguna
40
Bastante
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Edición de video
Edición de sonido
Edición de imágenes
Digitalización de video
Digitalización de sonido
Digitalización de imágenes
Digitalización de documentos
Cujae
Elaboración de páginas Web
ISMMM
Elaboración de guiones
Elaboración de simulaciones
Elaboración de multimedia
Elaboración de animaciones
Elaboración de hipertextos
Elaboración de presentaciones
Elaboración de documentos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5.- Con qué frecuencia ha seleccionado medios y/o recursos informáticos que existen
en la red o en un CD para integrarlos a las actividades de enseñanza-aprendizaje que
usted realiza con sus estudiantes.
1- Nunca: significa que no lo ha realizado
2- A veces: significa que lo ha realizado de manera eventual, ocasional
3- Frecuentemente: significa que lo realiza de manera sistemática, constante
ISMMM
No.
Enunciado
1
%
2
%
3
%
5.1
Para apoyar la exposición de
4
14.2
12
42.86 12
42.8
contenidos
9
6
5.2
La planificación del tiempo de
9
32.1
9
32.14 10
35.7
estudio
4
1
5.3
La comunicación profesor estudiante 3
10.7
15
53.57 10
35.7
y entre estudiantes
1
1
149
�5.4
La formación de valores
9
5.5
4
5.7
Desarrollar la creatividad en el
estudiante
La gestión de la información por el
estudiante
La realización cooperada de trabajos
5.8
La evaluación del estudiante
10
5.9
El trabajo de laboratorio del
estudiante
La ejercitación y el entrenamiento
de los estudiantes.
La construcción de entornos
virtuales de enseñanza-aprendizaje
Motivar al estudiante
6
La gestión de aprendizajes
individualizados
2
5.6
5.1
0
5.1
1
5.1
2
5.1
3
3
5
6
7
4
32.1
4
14.2
9
10.7
1
17.8
6
35.7
1
21.4
3
21.4
3
25
11
39.29
8
10
35.71
14
10
35.71
15
13
46.43
10
9
32.14
9
10
35.71
12
13
46.43
9
13
46.43
8
14.2
9
7.14
9
32.14
15
17
60.71
9
28.5
7
50
53.5
7
35.7
1
32.1
4
42.8
6
32.1
4
28.5
7
53.5
7
32.1
4
Selección de materiales
ISMMM
70
60
50
Nunca
40
Aveces
30
Frecuente
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Cujae
No. Enunciado
5.1 Para apoyar la exposición de
contenidos
5.2 La planificación del tiempo de
estudio
5.3 La comunicación profesor
estudiante y entre estudiantes
5.4 La formación de valores
5.5 Desarrollar la creatividad en el
estudiante
5.6 La gestión de la información por el
8
9
10
11
12
13
1
13
%
9,7
2
63
%
47,0
3
58
%
43,3
77
57,5
30
22,4
27
20,1
37
27,6
63
47,0
34
25,4
55
45
41,0
33,6
56
57
41,8
42,5
23
32
17,2
23,9
30
22,4
61
45,5
43
32,1
150
�5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
estudiante
La realización cooperada de
trabajos
La evaluación del estudiante
El trabajo de laboratorio del
estudiante
La ejercitación y el entrenamiento
de los estudiantes.
La construcción de entornos
virtuales de enseñanzaaprendizaje
Motivar al estudiante
La gestión de aprendizajes
individualizados
52
38,8
47
35,1
35
26,1
68
57
50,7
42,5
47
41
35,1
30,6
19
36
14,2
26,9
35
26,1
66
49,3
33
24,6
100
74,6
24
17,9
10
7,5
23
55
17,2
41,0
72
66
53,7
49,3
39
13
29,1
9,7
Selección de materiales
Cujae
80
70
60
50
Nunca
Aveces
40
Frecuente
30
20
10
0
1
No.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.1
0
5.1
1
5.1
2
5.1
3
2
3
ISMMM
%
2+3
24
19
25
19
24
25
23
18
22
85.71
67.86
89.29
67.86
85.71
89.29
82.14
64.29
78.57
78.57
22
4
5
7
8
9
10
11
12
13
Cujae
2+3
121
57
97
79
89
104
82
66
77
%
90.30
42.54
72.39
58.96
66.42
77.61
61.19
49.25
57.46
73.88
99
75.00
21
25.37
34
85.71
24
82.84
111
92.86
26
6
58.96
79
151
�gestión de aprendizajes individualizados
Motivar al estudiante
La construcción de EVEA
ejercitación de los estudiantes
El trabajo de laboratorio del estudiante
La evaluación del estudiante
Cujae
realización cooperada de trabajos
ISMMM
gestión de la información por el estudiante
creatividad en el estudiante
La formación de valores
comunicación
planificación tiempo de estudio
apoyar exposición de contenidos
0
10
20
30
40
50
60
152
�Selección de materiales
Total
No.
Enunciado
5.1
Para apoyar la exposición de
contenidos
5.2
La planificación del tiempo de
estudio
5.3
La comunicación profesor
estudiante y entre estudiantes
5.4
La formación de valores
5.5
Desarrollar la creatividad en el
estudiante
5.6
La gestión de la información por el
estudiante
5.7
La realización cooperada de
trabajos
5.8
La evaluación del estudiante
5.9
El trabajo de laboratorio del
estudiante
5.10 La ejercitación y el entrenamiento
de los estudiantes.
5.11 La construcción de entornos
virtuales de enseñanzaaprendizaje
5.12 Motivar al estudiante
5.13 La gestión de aprendizajes
individualizados
Totales
1
17
%
10.49
2
75
%
46.30
3
70
%
43.21
86
53.09
39
24.07
37
22.84
40
24.69
78
48.15
44
27.16
64
49
39.51
30.25
67
67
41.36
41.36
31
46
19.14
28.40
33
20.37
71
43.83
58
35.80
57
35.19
60
37.04
45
27.78
78
63
48.15
38.89
56
51
34.57
31.48
28
48
17.28
29.63
41
25.31
79
48.77
42
25.93
107
66.05
37
22.84
18
11.11
27
57
16.67
35.19
81
83
50.00
51.23
54
22
33.33
13.58
719
34.14
844
40.08
543
25.78
Anexo II-5. Respuestas a la pregunta 6 y 7 del Instrumento I
6.- Seleccione cinco opciones en las que refleje a su juicio, la importancia de la
Intranet para el proceso de enseñanza-aprendizaje.
ISMMM
No. Enunciado
Frecuencia
Frecuencia
Orden
absoluta
relativa en %
6.1 Es una expresión de estar a tono con el
7
5.43
7
avance tecnológico
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
La posibilidad de transformar mi forma de
enseñar
Permite al estudiante acceder a materiales
más interactivos
Amplía las posibilidades de cooperación y
comunicación entre los estudiantes
Favorece para estudiantes y profesores la
gestión de información
Permite atender las diferencias
individuales en el aprendizaje
Tendrá una pequeña influencia aunque no
será importante
Contribuye a desarrollar el trabajo
independiente y creativo de los estudiante
Favorece las posibilidades de actualización
científico-técnica del profesor
11
8.53
6
18
13.95
4
17
13.18
5
23
17.83
1
8
6.2
8
6
4.65
9
19
14.73
3
20
15.5
2
153
�% de Profesores
Importancia de la Intranet ISMMM
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Cujae
No. Enunciado
6.1
Es una expresión de estar a tono con
el avance tecnológico
6.2
La posibilidad de transformar mi
forma de enseñar
Permite al estudiante acceder a
materiales más interactivos
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
Amplía las posibilidades de
cooperación y comunicación entre los
estudiantes
Favorece para estudiantes y
profesores la gestión de información
Permite atender las diferencias
individuales en el aprendizaje
Tendrá una pequeña influencia
aunque no será importante
Contribuye a desarrollar el trabajo
independiente y creativo de los
estudiante
Favorece las posibilidades de
actualización
científico-técnica del profesor
8
9
Frecuencia
absoluta
37
Frecuencia
relativa en %
27,6
Orden
78
58,2
4
112
83,6
2
75
56
5
116
86,6
1
36
26,9
7
1
0,7
9
11
8,2
8
100
74,6
3
6
154
�% de Profesores
Importancia de la Intranet Cujae
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Total
No.
Enunciado
6.1
Es una expresión de estar a tono con el avance
tecnológico
Frecuencia
44
%
27.16
Orden
6
6.2
6.3
La posibilidad de transformar mi forma de enseñar
Permite al estudiante acceder a materiales más
interactivos
Amplía las posibilidades de cooperación y
comunicación entre los estudiantes
Favorece para estudiantes y profesores la gestión
de información
89
130
54.94
80.25
5
2
92
56.79
4
139
85.80
1
Permite atender las diferencias individuales en el
aprendizaje
Tendrá una pequeña influencia aunque no será
importante
Contribuye a desarrollar el trabajo independiente y
creativo de los estudiante
Favorece las posibilidades de actualización
científico-técnica del profesor
44
27.16
7
7
4.32
9
30
18.52
8
120
74.07
3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
% de profesores
Importancia de la Intranet
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
ISMMM
Cujae
1
2
3
4
5
6
7
8
9
155
�7.- Opiniones de algunos profesores:
Sería bueno desarrollar en el centro un taller o cualquier actividad, donde se expusiera
la importancia y las distintas formas de educación a distancia que se pueden realizar
teniendo en cuenta nuestras posibilidades, en aras de lograr una mayor motivación e
implementación en el centro de esta forma de enseñanza tan novedosa.
Nuestro centro debería desarrollar el equipamiento tecnológico para una mayor
superación de los profes.
Considero que las TIC es hot por hoy una herramienta indispensable para la formación
del profesional
Es necesario generalizar esta modalidad en el instituto y puede comenzar por un post
grado sobre el uso de las TIC y mejorar las computadoras.
Se debe tratar de actualizar un poco más a los profes (Cursos o seminarios).
Para eso deben dar más computadoras.
En mi departamento no hay computadoras y en los laboratorios es difícil sacar tiempo
de máquina para dedicarme a estos temas.
Anexo II-6. Instrumento II
Instrumento para diagnosticar el proceso de producción de cursos en formato
digital en los CES.
El propósito de este instrumento es obtener información sobre el proceso de
producción de cursos en formato digital en los Centros de Educación Superior (CES).
Su colaboración será de gran ayuda en esta investigación que realiza el CREA.
Datos generales:
Categoría docente:
Facultad:
Especialidad:
Años de experiencia como
docente:
Grado Científico:
1. Señale, con los números indicados, su experiencia en la elaboración, en formato
digital, de los siguientes materiales educativos.
156
�1. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
2. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
3. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
__Documentos.
__Hipertexto (páginas Web).
__Digitalización de imágenes.
__Edición de imágenes.
__Digitalización de sonido.
__Presentaciones.
__Gráficos.
__Confección de animaciones.
__Elaboración de guiones.
__Otros.
¿Cuáles?:________________________________
2. ¿Qué herramientas informáticas ha utilizado en la elaboración de los materiales
educativos en formato digital? Marque con una X.
__Procesadores de
__Editores
__Tabuladores
__Herramientas de
texto.
gráficos.
electrónicos.
autor.
__Otro
¿Cuál?:
3. ¿Conoce de la existencia de metodologías y modelos
cursos en formato digital?
__ Si
__ No
para la elaboración de
4. ¿Ha elaborado cursos en formato digital para alguna plataforma de
teleformación? Marque con una X.
__Microcampus.
__Sepad.
__Aprendis.
__Moodle.
__Otra.
¿Cuál?____________________________________________
5. Si respondió afirmativamente la pregunta anterior, cuántos cursos en formato
digital ha elaborado.
__1
__entre 2 y
__más de 5
__ninguno.
curso.
5cursos.
cursos.
6. Marque con una X qué procedimiento ha seguido para la elaboración de los
cursos en formato digital.
1. Se ha apoyado en un grupo (equipo) de producción.
__Siempre
__A veces
__Nunca
2. Se ha apoyado en un software educativo creado para ese fin
(Herramientas de autor).
__Siempre
__A veces
__Nunca
7. Marque con una X si recibió algún tipo de superación para la elaboración de los
cursos en formato digital.
__Tecnológica
__Pedagógica
__Ninguna
8. Cuáles de las siguientes acciones cumplimentó en la elaboración del curso en
formato digital.
__Caracterizarlo.
__Caracterizar estudiantes.
__Elaborar los
objetivos.
__Elaborar glosario.
__Elaborar los módulos de acuerdo a __Diseñar la
los objetivos.
estructura.
__Legalizarlo.
__Comprensión general del modelo
__Determinar los
pedagógico-tecnológico asumido.
recursos necesarios.
__Elaborar guiones
__Introducir la información en la
__Evaluar el curso.
multimedia.
herramienta informática
seleccionada previamente
Le agradecemos su participación, muchas gracias.
157
�Anexo II-7. Generalidades de la muestra utilizada para la encuesta del Instrumento
II
Tabla 1. Respuestas por facultades.
Área
Cantidad de
Cantidad de
% de
profesores(*)
respuestas
respuestas
Metalurgia
13
41.94
Electromecánica
Geología Minería
10
32.26
Humanidades
8
25.81
Total ISMMM
192
31
100.01
(*) Fuente: Informe de Recursos Humanos con fecha 23 de noviembre de 2004.
Tabla 2. Respuesta por especialidades.
Especialidad
Cantidad de
respuestas
Metalurgia
1
Eléctrica
3
Minería
2
Geología
5
Filosofía
3
Idioma
3
Informática
5
Matemática
Mecánica
4
Contabilidad
1
Física
3
Cultura Física
1
Total ISMMM
31
Tabla 3. Respuestas por categoría docente
Categoría
Cantidad
15 %
Cantidad de
docente
(*)
respuestas
Profesor
20
3
5
Titular
Profesor
39
5.85
9
Auxiliar
Asistente
63
9.45
10
Instructor
70
10.5
7
Total
192
28.8
31
% de
respuestas
17.24
31.03
34.48
24.14
16.15
La población de la Cujae hasta el momento de la encuesta es de 33 profesores.
La muestra de la Cujae: Compuesta por 8 profesores de Hidráulica y un profesor de
Mecánica. Un total de 9 profesores que representan el 27 % de la población.
158
�Tabla 4 Respuestas en relación a la experiencia docente
ISMMM
Cujae
Experiencia
Cantidad de
% de la
Cantidad de % de la muestra
docente
respuestas
muestra que
respuestas
que representa
representa
Más de 24 años
7
22.58
6
66.67
Entre 10 y 24 años
13
41.94
2
22.22
Entre 4 y 9 años
5
16.13
1
11.11
Entre 1 y 3 años
6
19.35
0
0
ninguna
0
0.0
0
0
Total
31
100
9
100
Tabla 5. Respuestas por categoría científica
ISMMM
Categoría
Cantidad
Cantidad de
docente
respuestas
Doctor
51
9
Máster
61
7
Sin Categoría
80
15
Total
192
31
Cujae
Cantidad de
% de
respuestas
respuestas
7
77.78
2
22.22
0
0.0
9
100
% de
respuestas
29.03
22.58
48.39
100
Anexo II-8. Respuestas a las preguntas 1 y 2 del Instrumento II
1.- Señale, con los números indicados, su experiencia en la elaboración, en formato
digital, de los siguientes materiales educativos.
1. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
2. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
3. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
ISMMM
Enunciado
Ninguna %
Alguna %
Buena %
Alguna %
+
Buena
Documentos
1
6
24
3.23
19.35
77.42
30 96.77
Digitalización de
imágenes
Digitalización de
sonido
Elaboración de
gráficos
Elaboración de
guiones
Elaboración de
hipertextos
Edición de
imágenes
Elaboración de
presentaciones.
Elaboración de
animaciones
10
12
32.26
22
6
70.97
1
19.35
3.23
17
54.84
9
13
17
9
9
29.03
41.94
30
96.77
9.68
10
32.26
16.13
14
45.16
16.13
67.74
18
30
58.06
96.77
29.03
18
58.06
5
41.94
29.03
9
54.84
9.68
5
29.03
13
41.94
3.23
67.74
3
22.58
54.84
21
13
7
67.74
29.03
3
17
21
1
9
38.71
21
9
29.03
159
�CUJAE
Enunciado
Documentos
Digitalización de
imágenes
Digitalización de
sonido
Elaboración de
gráficos
Elaboración de
guiones
Elaboración de
hipertextos
Edición de
imágenes
Elaboración de
presentaciones.
Elaboración de
animaciones
Ninguna
%
Alguna
1
1
11.11
11.11
0
5
7
77.78
2
%
Buena
%
88.89
33.33
Alguna
+
Buena
8
8
0.00
55.56
8
3
88.89
88.89
1
11.11
1
11.11
2
22.22
22.22
1
11.11
6
66.67
7
77.78
7
77.78
0
0.00
2
22.22
2
22.22
9
100.00
0
0.00
0
0.00
0
0.00
3
33.33
3
33.33
3
33.33
6
66.67
1
11.11
1
11.11
7
77.78
8
88.89
6
66.67
2
22.22
1
11.11
3
33.33
%
Elaboración de animaciones
Elaboración de presentaciones.
Edición de imágenes
Elaboración de hipertextos
Cujae
Elaboración de guiones
ISMMM
Elaboración de gráficos
Digitalización de sonido
Digitalización de imágenes
Documentos
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2.- ¿Qué herramientas informáticas ha utilizado en la elaboración de los materiales
educativos en formato digital? Marque con una X.
No Herramientas
ISMMM
%
Cujae
%
1
Procesadores de texto.
30
9
96.77
100.00
2
Editores gráficos
21
3
Tabuladores electrónicos
15
4
Herramientas de autor
6
5
Otro
0
67.74
6
66.67
48.39
6
66.67
19.35
2
22.22
0.00
1
11.11
160
�%
Uso de Herramientas
100
80
60
40
20
0
ISMMM
Cujae
1
2
3
4
5
Anexo II-9. Respuesta a las preguntas 3, 4, 5 y 6 del Instrumento II
3.- ¿Conoce de la existencia de metodologías y modelos para la elaboración de cursos
en formato digital?
ISMMM
Si %
No
%
6
19.35 25
80.65
Cujae
Si %
9
100
No
0
%
0.0
4.- ¿Ha elaborado cursos en formato digital para alguna plataforma de teleformación?
ISMMM
Plataforma
Cantidad
Microcampus 26
Sepad
3
Aprendist
0
Moodle
2
Cujae
Plataforma
Cantidad
Microcampus 0
Sepad
0
Aprendist
9
Moodle
0
5.- Cuántos cursos en formato digital ha elaborado
ISMMM
Uno
2-5
Mas 5
Ninguno
Cantidad
12
16
3
0
%
38.71
51.61
9.68
0
70
60
50
40
Cujae
Uno
2-5
Mas 5
Ninguno
Cantidad
6
2
0
0
%
66.67
22.22
0.0
0.0
ISMMM
Cujae
30
20
10
0
Uno
Entre 2-5
Mas 5
161
�6. Procedimiento seguido para la elaboración del curso
ISMMM
Método
A
A
veces
Siempre Siempre veces
Equipo de
producción
4
12.90
7
22.58
Herramienta de
autor
4
12.90
7
22.58
Cujae
Método
A
veces
A
veces
Nunca
Nunca
17
54.84
15
48.39
Siempre
Siempre
4
44.44
3
33.33
2
22.22
5
55.56
0
0.00
3
33.33
Equipo de
producción
Herramienta de
autor
ISMMM
Nunca
Nunca
Cujae
60.00
50.00
40.00
Equipo
30.00
Herramienta
20.00
10.00
0.00
Siempre Aveces
Nunca
Siempre A veces
Nunca
Anexo II-10. Respuestas a las preguntas 7 y 8 del Instrumento II
7.- Superación recibida en la elaboración de los cursos.
ISMMM
%
Cujae
%
Tecnológica
15
48.39
4
44.44
Pedagógica
Ninguna
4
12.90
7
77.78
11
35.48
1
11.11
162
�Tipo de superación recibida
90.00
% de Profesores
80.00
70.00
60.00
50.00
ISMMM
40.00
Cujae
30.00
20.00
10.00
0.00
Tecnológica
Pedagógica
Ninguna
8.- Cuáles de las siguientes acciones realizó en la elaboración del curso
ISMMM
%
Cujae
%
Total
Caracterizarlo.
19
Elaborar glosario.
6
Caracterizar estudiantes.
4
Elaborar los módulos de
acuerdo a los objetivos.
Determinar los recursos
necesarios.
Elaborar los objetivos.
17
Diseñar la estructura.
13
61.29
8
88.89
27
67.5
19.35
8
88.89
14
35
12.90
1
11.11
5
12.5
88.89
25
62.5
100.00
21
52.5
8
54.84
12
9
38.71
15
Elaborar guiones
multimedia.
Realizar la comprensión
del modelo pedagógico
Evaluar el curso.
0
Legalizarlo.
0
48.39
9
100.00
24
60
41.94
9
100.00
22
55
11.11
1
2.5
44.44
5
12.5
1
0.00
1
4
3.23
6
%
19.35
2
22.22
8
20
0.00
1
11.11
1
2.5
27.27
60.61
34.77
Anexo II-11. Instrumento III
Indicadores para caracterizar las herramientas de autor respecto a algunos elementos
pedagógicos, orientaciones y ayudas que facilitarían la elaboración del curso.
1. Organizar el conocimiento pedagógico sobre el curso.
2. Facilidades para la autosuperación en el modelo pedagógico del curso.
3. Facilidades para la autosuperación en el uso de la herramienta de autor.
4. Diferentes niveles de ayuda de acuerdo al nivel de conocimientos del autor,
que personaliza su actividad para producir el curso.
163
�5. Orientaciones básicas y generales para que el profesor pueda profundizar en el
modelo pedagógico tecnológico a utilizar.
6. El esfuerzo (tiempo, costo, y otros recursos) para elaborar el curso.
7. Incluye la planificación, producción y publicación del curso.
8. Utilidad en el modelo de producción individual.
Anexo II-12. Tabla de evaluación de las herramientas de autor
Se valoraron los indicadores en el rango de 1-5, siendo 5 el mayor valor
Hard
HamWeb WBTExpress SCORM
Hera
Organizar el conocimiento
pedagógico sobre el curso.
4
2
3
4
La autosuperación en el
modelo pedagógico del curso.
2
1
1
4
La autosuperación en el uso de
la herramienta de autor.
3
4
3
4
Diferentes niveles de ayuda de
acuerdo al nivel de
conocimientos del autor, que
personaliza su actividad para
producir el curso.
2
3
2
4
Orientaciones básicas y
generales para que el profesor
pueda profundizar en el
modelo pedagógico tecnológico
a utilizar.
1
2
1
3
La elaboración del curso en
formato digital.
5
5
5
5
El esfuerzo (tiempo, costo, y
otros recursos) para elaborar
el curso.
4
4
3
4
Una interfase amigable.
4
3
3
4
Incluye la planificación,
producción y publicación del
curso.
Utilidad en el modelo de
producción individual.
Promedio
Asistente
UAC
5
5
3
3
5
1
2
4
5
3
3
3
1
4
4
4
4
2
3.40
3.10
2.80
3.90
3.10
164
�5
4.5
4
HamWeb
3.5
3
WBTExpress
2.5
Hard SCORM
Hera
2
Asistente
UAC
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anexo III-1.
Estrategias de aprendizaje del profesor para que el proceso de producción de cursos
en formato digital
1. Comprender el modelo pedagógico.
Para comprender el modelo pedagógico de determinada experiencia educativa
mediada por las TIC, lo descomponemos mentalmente en sus partes integrantes, con
el objeto de revelar su composición y estructura así como su descomposición en
elementos más simples que nos permite conocer sus características y cualidades
principales. Para ello:
1.1. Dirijo la atención al modelo pedagógico. ¿Qué es?
1.2. Identifico el modelo pedagógico. ¿Cuáles son sus partes?
1.3. Caracterizo el modelo pedagógico. ¿Cuáles son sus cualidades o rasgos?
1.4. Valoro su importancia. ¿Para qué es?
1.5 Me autotocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Saber las características del modelo pedagógico es muy importante porque nos permite
interpretar el ideal de formación que persigue, sus metas, metodologías y las
concepciones teóricas en que se fundamenta, para aplicarlo de acuerdo a las
condiciones de los estudiantes a los que va dirigido el curso.
2. Familiarizarse con la herramienta de autor
Es el primer nivel del conocimiento, que se llevamos a cabo cuando pretendemos
acercarnos, relacionarnos, ponernos en contacto y obtener las primeras impresiones de
un objeto o fenómeno determinado (La herramienta de autor). Con ello se logra en
primer lugar, el interés por su conocimiento y la valoración de la importancia que
reviste. En segundo lugar, y como consecuencia de este proceso de familiarización, la
motivación por investigarlo, la identificación con ella y, hasta la preocupación por
difundirlo. Para ello:
2.1. Ejecuto la herramienta de autor en la computadora.
2.2. Ejecuto el asistente.
2.3. Dirijo la atención al asistente. ¿Qué es? ¿Cómo es?
2.4. Realizo una lectura comprensiva del asistente.
2.5. Valoro la importancia de lo aprendido. ¿Para qué es?
2.6. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Familiarizarme con la herramienta de autor reviste gran importancia ya que a través de
ella puedo desarrollar un curso en formato digital y en dependencia del dominio y
conocimiento que tenga sobre ella necesitaré de más o menos tiempo y, de mayor o
menor ayuda de otros. Además permite ampliar mis conocimientos y desarrollar una
165
�estrategia para familiarizarme con otras herramientas de autor en el futuro.
3. Caracterizar el curso.
Es poner de relieve el carácter peculiar del curso, sus cualidades, rasgos o notas
distintivas.
Cuando caracterizo el curso expreso las características generales, las particulares y las
esenciales de la temática que aborda, describiendo los fenómenos y procesos que lo
forman. Para ello:
3.1 Dirijo la atención a la temática del curso. ¿Sobre qué trata?
3.2. Realizo búsquedas de información sobre el tema. ¿Qué conozco? ¿Qué me falta
por conocer?
3.3. Analizo y describo objetos, fenómenos y procesos relacionados con la temática del
curso. ¿Cómo es? ¿Cuáles son sus partes?
3.4. Valoro la importancia del curso. ¿Para qué es?
3.5. Comparo con otros cursos. ¿En qué es semejante? ¿En qué es diferente?
3.6. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Caracterizar un curso me es muy útil, pues al hacerlo analizo los objetos, hechos,
fenómenos o procesos incluidos en sus temáticas identificando sus vínculos, nexos y
relaciones. De esta forma desarrollo mi pensamiento y adquiero mayor preparación
para elaborarlo. Si lo caracterizo de manera adecuada puedo comprender mucho mejor
lo que estudio, separarlo en sus partes y concretarme en lo esencial, también me
prepara para que pueda definir y así explicarme y poder explicar a otros, los objetos,
fenómenos y procesos que se desarrollan en el curso.
4. Caracterizar a los posibles estudiantes
Cuando caracterizo los alumnos expreso sus características generales, las particulares
y las esenciales. Es poner de relieve los aspectos peculiares de los alumnos, sus
cualidades, rasgos o notas distintivas, sus características de aprendizaje.
4.1. Dirijo la atención a los posibles estudiantes. ¿Quiénes son?
4.2. Analizo los posibles estudiantes. ¿Cómo son? ¿Qué características tienen? ¿Qué
cualidades o aptitudes deben tener?
4.3. Valoro la importancia del curso para los estudiantes. ¿Para qué lo necesitan?
4.4. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Caracterizar los estudiantes me es muy útil, pues cómo ya no siempre puedo controlar
donde, como y cuando realizarán el curso, me ayuda a entender sus metas,
capacidades y motivaciones. De esta forma desarrollo mi pensamiento y adquiero
mayor preparación para elaborar el curso. Si caracterizo de manera adecuada a los
estudiantes puedo comprender mucho mejor lo que necesitan, separarlo en sus partes
y concretarme en lo esencial.
5. Determinar recursos necesarios
Determinar los recursos necesarios para desarrollar un curso es fijar, decidir cuales son
los materiales educativos o tipos de medios (texto, imágenes, animaciones, videos,
etc.) que enriquecerán las experiencias de aprendizaje de los estudiantes en
dependencia del equipamiento informático, me permite conocer cuales tengo
disponibles, a cuantos puedo tener acceso, cuantos son necesarios y cuantos puedo
crear. Para ello:
5.1. Dirijo la atención a los recursos. ¿Qué son?
5.2. Realizo una búsqueda de información sobre el tema. ¿Qué conozco? ¿Qué me falta
por conocer?
5.3. Identifico los recursos disponibles y necesarios. ¿Con qué recursos cuento?
¿Cuáles me faltan?
166
�5.4. Analizo las características del lugar donde se utilizará el curso. ¿Qué
características tiene, el equipamiento disponible? ¿Condiciones organizativas para la
utilización del equipamiento?
5.5. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Determinar los recursos necesarios para desarrollar un curso en formato digital es muy
importante, porque en dependencia de ellos establecemos la estrategia educativa a
utilizar.
6. Elaborar los objetivos
Para elaborar el curso debo trazar los fines o propósitos que guiarán nuestra actividad
como profesores y las de los estudiantes para transformarlos, reflejando el carácter
social del proceso de enseñanza aprendizaje. Redactados en términos de estrategias de
aprendizaje a alcanzar por los estudiantes se guía la actividad de los alumnos para
alcanzar las transformaciones cruciales de aprendizaje. Para ello:
6.1. Comprendo y me familiarizo con el tema. ¿Qué es?
6.2. Determino el alcance. ¿Cuánto necesitan conocer? ¿Qué habilidades deben tener?
¿Qué valores deben lograr? ¿En qué condiciones?
6.3. Formulo los objetivos. ¿Qué acción deben realizar? ¿Qué valores deben adquirir?
¿Cómo lo puedo medir?
6.4. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Elaborar los objetivos es fundamental, porque a partir de ellos puedo establecer el
contenido, los medios, los métodos y las formas de evaluación del curso. Son
declaraciones de que conocimientos, habilidades, estrategias de aprendizaje y valores
adquirirán los estudiantes al terminar el curso.
7. Diseñar la estructura del curso
Esbozo la organización de las actividades y tareas que forman el proceso de enseñanza
aprendizaje del curso, estableciendo la relación entre los contenidos y su orden de
precedencia. Para ello:
7.1. Analizo el contenido del curso. ¿Qué es?
7.2. Determino las relaciones entre sus elementos y las jerarquizo. ¿Cuál tiene mayor
grado de generalidad? ¿En qué orden los colocamos?
7.3. Selecciono el tipo de esquema y signos a emplear.
7.4. Represento gráficamente los temas y sus relaciones.
7.5. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Al diseñar la estructura del curso, esbozamos el camino más óptimo que debe recorrer
el alumno para aprender, vencer los objetivos propuestos, es la ruta crítica del
estudiante para dominar el curso. Siempre que elaboro un curso debo diseñar su
estructura para ofrecerle al alumno el camino más recomendable para su aprendizaje,
aunque la selección está en dependencia de los conocimientos iniciales de los
estudiantes, el cual puede recorrer las experiencias educativas del curso en el orden
que estime más adecuado según su personalidad y condiciones.
8. Elabora guiones multimedia
Es todo proceso que conduce a una descripción detallada de todas y cada una de las
escenas de un multimedia. Una historia contada en imágenes implica la narración
ordenada de la historia que se desarrollará en el multimedia. Se plantea de forma
escrita y contiene las imágenes en potencia y la expresión de la totalidad de la idea, así
como las situaciones pormenorizadas, los personajes y los detalles ambientales. Para
ello:
8.1. Dirijo la atención a la multimedia. ¿Qué es?
8.2. Identifico el tipo de medio requerido de acuerdo a los objetivos del tema. ¿Qué
167
�tipo? ¿Qué características tiene?
8.3. Investigo, documento y selecciono lo esencial sobre el medio.
8.4. Escribo el orden de la ‘historia’.
8.5. Valoro la importancia de la multimedia. ¿Importancia tiene para el curso?
8.6. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Diseñar guiones multimedia correctamente es muy importante, me permite una mejor
comprensión y a los especialistas de las exigencias que necesita el medio para motivar
al estudiante en una actividad, y aumentar su comprensión de la temática. Los
multimedia acrecientan la comprensión de los estudiantes solo cuando los usamos
propiamente, por lo que es muy importante que escriba el orden principal de sus
eventos y compruebe que la persona que lo desarrollará, entiende las exigencias
didácticas de su utilización.
9. Elaborar las tareas de aprendizaje
Es el proceso de creación de la actividad principal que se concibe para realizar por el
estudiante en el proceso de autoeducación. Para realizar esta actividad:
9.1. Dirijo la atención a la tarea. ¿Qué es? ¿Para qué es?
9.2. Identifico el tema de estudio y defino lo esencial del mismo a partir de los
objetivos. ¿Sobre que es?
9.3. Determino y selecciono los medios y métodos que empleará el alumno para su
solución. ¿Cómo lo hará?
9.4. Formulo la tarea.
9.5. Valoro la importancia de la tarea para el tema.
9.6. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Elaborar las tareas de aprendizajes es fundamental, es la unidad básica que expresa la
relación dialéctica inherente al proceso de enseñanza aprendizaje: entre mi labor
intencional, preactiva, orientadora y el aprendizaje desarrollador del estudiante.
Constituye el núcleo de la actividad que concebimos para realizar por el estudiante (...)
está vinculada a la búsqueda y adquisición de conocimientos, habilidades, estrategias
de aprendizaje y al desarrollo integral de su personalidad.
10. Elaborar el glosario
Cuán necesario me es ordenar los términos que utilizo con frecuencia, para así poder
localizarlos en el momento preciso y salvar cualquier duda mientras que leo, estudio o
ayudo a los demás. ¿Cómo llamarle a esta agrupación? Glosario. ¿Y qué significa?, no
es nada más que una especie de diccionario, es el léxico, el vocabulario, un catálogo.
¿Y cómo puedo proceder para elaborarlo?, puedo hacerlo si:
10.1. Me familiarizo y comprendo con el tema de estudio. ¿Qué es?
10.2. Selecciono los conceptos o términos claves del curso que se incluirán en el
glosario. ¿Cuáles son?
10.3. Reconozco las características esenciales del concepto a incluir. ¿Qué es?
10.4. Defino y escribo el concepto con mis palabras, sin cambiar significados
apoyándome en láminas, fotos, etc.
10.5. Analizo lo realizado. Me autocontrolo y valoro: ¿es correcto lo que realicé?
¿Cómo puedo mejorarlo? ¿Para qué me sirve o sirve a otro elaborar un glosarios? ¿Qué
puedo nuevo hacer con esto?
El glosario lo puedo enriquecer en la medida en que avanzo en el estudio que me
ocupa y me quedará por siempre como una útil herramienta porque aumentará mi
léxico y me facilitará un fluido proceso comunicativo en el futuro, además de que podré
socializar mucho mejor con otros mis conocimientos, lo que me hará sentirme bien y
ser útil a los demás.
168
�11. Elaborar los temas de acuerdo a los objetivos
Es desarrollar la forma organizativa del proceso de enseñanza aprendizaje en torno a
un tópico determinado, que reúne un conjunto de materiales didácticos para que el
alumno desarrolle el aprendizaje y logre los objetivos declarados, que incluye: título,
objetivos, presentación, sumario, autodiagnóstico, referentes, aplico y bibliografía.
Para ello:
11.1. Dirijo la atención al tema. ¿Qué es?
11.2. Derivo los objetivos del tema a partir de los objetivos del curso.
11.3. Realizo la presentación de los temas.
11.4. Elaboro el autodiagnóstico.
11.5. Elaboro las tareas en cada uno de los módulos del curso (Referentes, Aplico y
Reto).
11.6. Incluyo la bibliografía.
11.6. Valoro la importancia del tema para el curso.
11.7. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Elaborar los temas a partir de los objetivos es muy importante porque permite la
elaboración de los materiales educativos de para que el alumno desarrolle unos
aprendizajes específicos en torno a un determinado tema o tópico. Siempre que
elaboramos un curso con una estructura curricular modular es necesario dividirlo en
determinados módulos que en este caso llamamos temas.
12. Evaluar la elaboración del curso
En la vida cotidiana generalmente determinamos el valor, las cualidades, el grado de
utilidad de los objetos, fenómenos o procesos con los cuales nos relacionamos o sobre
los cuales reflexionamos, experimentamos, etc. Es decir, cuando evalúo trato de
encontrar aquellas características que los hacen objeto de precio, alcance o
importancia. Al evaluar el curso, en sentido general, estimo, juzgo, aprecio, determino
su valor, emito un juicio o juicios de valor a partir de un modelo pedagógico
tecnológico adoptado. Cuando evalúo el curso:
12.1. Dirijo la atención a la evaluación. ¿Qué es?
12.2. Analizo la correlación del curso con el modelo. ¿Cómo se relacionan entre sí?
12.3. Reviso la redacción y la ortografía
12.4. Reviso los hipervínculos.
12.5. Actualizo el curso en dependencia de lo revisado.
12.6. Diseño acciones que permitan la retroalimentación acerca de la utilización del
curso.
12.7. Apruebo la versión definitiva del curso.
12.8. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Evaluar el curso tiene para mi gran relevancia, al permitirme señalar su utilidad y su
importancia, lo que me facilita hacer mejores elecciones, tomar decisiones más
acertadas, asumir teorías más completas. También me permite adoptar una guía para
actuar, modificar o no la manera en que lo realizo algo, lo cual me ayuda a ser más
preciso, poder interactuar con otras personas de manera más objetiva y llegar con
ellos a conclusiones acertadas.
169
�13. Legalizar el curso
La legalización implica la elaboración de los documentos correspondientes y realizar las
gestiones necesarias, para el asentamiento del curso en el registro de derechos de
autor. Para ello:
13.1. Dirijo la atención a los derechos de autor. ¿Qué es?
13.2. Elaboro la documentación necesaria.
13.3. Presento la documentación en el lugar adecuado.
13.4. Incluyo derechos de autor al curso.
13.5. Valoro lo realizado.
13.6. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Es una etapa en la cual adquiero experiencias en los procesos de gestión para la
legalización de la producción científico-técnica. Incluye que reconozca el derecho de
autor sobre figuras, fotos o el uso de fuente autorizadas, entre otras.
En la elaboración de la documentación, son esenciales mis cualidades éticas para
reconocer legalmente los derechos intelectuales de cada especialista sobre: el
contenido, los medios, el diseño informático y gráfico, las diferentes asesorías y los
recursos informáticos utilizados en la producción del curso.
14. Solicitar ayuda
Para la producción de un curso en formato digital me es indispensable considerar no
solo lo que se, lo que conozco o domino, sino también lo que no soy capaz de enfrentar
solo, pero sí con la ayuda de especialistas o por medio de las ayudas que brindan las
herramientas informáticas. Para ello:
14.1. Identifico el problema. ¿En qué necesito ayuda?
14.2. Analizo y caracterizo la información del problema.
14.3. Elaboro los requerimientos de la ayuda a solicitar.
14.4. Transmito el problema al experto.
14.5. Valoro la comunicación. ¿Entendió el experto? ¿La solución que ofrece es
adecuada?
14.6. Actúo a partir de la ayuda requerida.
14.7. Me autocontrolo y me autoevalúo a partir de mis condiciones personales. ¿Es
correcto lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Saber solicitar ayuda a los especialistas es muy importante, me ayuda a resolver
problemas y situaciones de la producción de cursos que todavía no puedo enfrentar
solo, y es indispensable para una comunicación eficiente con los especialistas para
poder obtener la información de la manera más eficaz posible.
170
�Anexo III-2 Valoración de la concepción en una sesión científica
Exposición realizada el 27 de junio de 2006 ante un grupo de siete doctores y otros
profesores sobre el tema. En ella se exponen el diseño, las exigencias, el esquema de
producción y las estrategias de aprendizaje identificadas.
Nota: Solo se escriben las opiniones más relacionadas con la concepción y sus
elementos.
Valoraciones.
Profesor #1: En el campo de la investigación no se menciona la herramienta de autor.
¿Porqué no ponerla ahí?
Profesor #2: Considero que debe cambiar “Determinación de las estrategias…” por
“Formulación de…” o “Determinación y formulación”.
Profesor #3: ¿Por qué se plantea un nuevo modelo de producción de cursos y en qué
supera al que el CREA sigue activamente hoy?
Profesor #1: La concepción según la exposición ayuda al desarrollo personal del
profesor, a su creatividad, a desarrollar una cultura integral.
Profesor #4: En las estrategias se debe cambiar: “Identificar el modelo pedagógico”
por “Compresión del modelo pedagógico”.
Profesor #5: Sobre que esfera de las Ciencias de la Educación impactan teóricamente
tus resultados.
Profesor #6: La modelación de las estrategias solo incluye las acciones a realizar.
Profesor #7: Sugiero que se hable de actividad independiente del profesor en vez de
trabajo independiente. ¿Cómo influyen las estrategias de aprendizaje en él?
Profesor #3: La primera exigencia debería aclarar el conocimiento del profesor de las
potencialidades educativas de las TIC.
Profesor #8: Cree que no están mal, pero hay que seguir trabajando en ellas para
perfeccionarlas.
Profesor #5: La segunda exigencia, dejarla en autorregulación o quizás hablar de
metacognición.
Profesor # 1 Le preocupa el término “conducción del PEA”.
Profesor #9: Definir en las exigencias lo mínimo que debe conocer un profesor en TIC
para producir los cursos.
Profesor #6: En el esquema de modelo eliminar el grupo de producción es casi
imposible, dejar claro en la concepción en qué momento se requiere o que el profesor
llegue a demandarlo.
Varias opiniones de que a pesar de que necesitan perfeccionarse la concepción y sus
elementos son adecuados.
171
�Anexo III-3. Encuesta para la selección de expertos
Encuesta para la selección de expertos
Estimado Colega:
En la modalidad de educación a distancia mediada por las Tecnologías de la
Información y las Comunicaciones (TIC) la publicación de un curso, va precedida de un
proceso en el cual se preparan y seleccionan los materiales educativos en formato
digital, que se insertan en él, llamado comúnmente producción de cursos
(Castañeda, 2001; Cisneros, 2002; Collazo, 2004; Mondragón, 2005; Williams, 2002),
aunque elaboración de cursos en formato digital sería un nombre más adecuado.
Es un proceso complejo, en el que la mayoría de los modelos y metodologías están
diseñados para un equipo multidisciplinario de actores, y no para que un profesor lo
realice de forma independiente. Pero el impetuoso avance de la introducción de las
TIC en la educación, y particularmente en nuestro país, ha exigido del profesor nuevos
aprendizajes y cambios en su modo de actuación, retándolo cada vez más, a un mayor
protagonismo en este proceso.
En este contexto en el CREA (Centro de Referencia para la Educación de Avanzada) se
ha desarrollado el proyecto Universidad para la Autoeducación CUJAE, un modelo
pedagógico tecnológico para la educación a distancia basado en la autoeducación y las
estrategias de aprendizaje, con una línea investigativa dedicada al trabajo
independiente del profesor en el proceso de producción de estos cursos en formato
digital.
Teniendo en cuenta estas premisas diseñamos un proceso de producción de cursos en
formato digital que integre acciones dirigidas a estimular el desarrollo de estrategias
de aprendizaje, la autoeducación, que motive y se apoye en las TIC.
En el marco de este proyecto adoptamos el concepto de estrategias de aprendizaje
como: los procedimientos para la autoeducación, de los que la persona se apropia en
la actividad y la comunicación y le permiten alcanzar metas superiores. Se
perfeccionan y se transfieren, al constituirse en recursos de auto regulación, control y
valoración en el propio aprendizaje, a partir de un componente motivacional
importante. Se desarrollan tanto en el proceso de estudio que realiza la persona en su
actividad cognoscitiva independiente o con ayuda de otros (docente, estudiantes,…) lo
que constituye a la formación de su personalidad. (Zilberstein y otros, 2004).
Cómo resultado de este trabajo se han elaborado: exigencias, estrategias de
aprendizaje y las características que debe tener una herramienta de autor para lograr
este fin.
Es nuestro interés someter esta propuesta a criterio de expertos y utilizar el método
Delphi; hemos pensado en seleccionarlo(a) a usted entre los expertos a consultar.
Para ello necesitamos como paso inicial, después de manifestada su disposición de
colaborar en este importante empeño, una autovaloración de los niveles de
información y argumentación que posee sobre el tema en cuestión (objetiva, real,
sin exceso de modestia).
172
�Datos Personales:
Nombre(s) y apellidos:
Institución
a
la
que
pertenece:
Categoría docente:
Grado científico:
Especialidad:
Actividad que desarrolla:
Años de experiencia en la
educación:
Cursos producidos:
Instrucciones
I.- Marque con una cruz, en una escala CRECIENTE del 1 al 10, el valor que
corresponde con el grado de conocimiento o información que tiene sobre el tema de
estudio.
Escala
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Grado
de
conocimiento
II.- Realice una AUTOVALORACIÓN, según la tabla siguiente, de sus niveles de
argumentación o fundamentación sobre el tema:
Fuentes de argumentación acerca del tema
Grado
influencia
Alto
Medio
de
Bajo
Análisis teóricos realizados
Experiencia obtenida en la práctica
Estudios de autores nacionales sobre el tema
Estudios de autores extranjeros sobre el tema
Conocimiento del estado actual del problema en el extranjero
Su intuición
Muchas gracias por su colaboración.
173
�Anexo III-4. Determinación del coeficiente de competencia de los especialistas.
Experto
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Kc
0.9
1
0.9
0.8
0.4
0.7
0.8
0.8
0.9
0.8
0.8
0.9
1
AT
0.3
0.3
0.3
0.3
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
0.2
0.2
0.3
0.3
EP
0.5
0.5
0.5
0.4
0.4
0.4
0.5
0.4
0.4
0.4
0.5
0.5
0.5
EN
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
EE
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
EC
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
I
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
Ka
1.0
1.0
1.0
0.9
0.7
0.8
0.9
0.9
0.9
0.8
0.9
1.0
1.0
K
0.95
1
0.95
0.85
0.55
0.75
0.85
0.85
0.9
0.8
0.85
0.95
1
C
Alto
Alto
Alto
Alto
Medio
Alto
Alto
Alto
Alto
Alto
Alto
Alto
Alto
Rango para la interpretación de los coeficientes de competencias (C):
•
•
•
Si 0,8 < K < 1,0
Si 0,5 < K < 0,8
Si K < 0,5
coeficiente de competencia alto.
coeficiente de competencia medio
coeficiente de competencia bajo
Kc: Coeficiente de conocimiento
AT: Análisis teóricos realizados
EP: Experiencia obtenida en la práctica
EN: Estudios de trabajos de autores nacionales sobre el tema
EE: Estudios de trabajos de autores extranjeros sobre el tema
EC: Conocimiento del estado actual sobre el tema
I: Intuición
Ka: Coeficiente de argumentación
Anexo III-5. Encuesta a expertos
Encuesta a expertos
A partir de que usted ha sido seleccionado como experto en los temas tratados en este
proyecto, solicitamos su valoración de un grupo de exigencias, estrategias de
aprendizaje y las características de una herramienta de autor, para elevar el trabajo
independiente del profesor en el proceso de producción de cursos en formato digital
del Proyecto UAC. En el caso de las exigencias le invitamos a consultar el anexo que
se adjunta.
I.- Exigencias, para que el proceso de producción de cursos en formato
digital, realizado por un profesor, favorezca su trabajo independiente
Muy
Bastante
Poco
No
Adecuado
Elementos
Adecuado Adecuado
Adecuado Adecuado
(A)
(MA)
(BA)
(PA)
(NA)
Exigencia 1
Exigencia 2
Exigencia 3
Exigencia 4
Exigencia 5
174
�Le agradecemos cualquier sugerencia o recomendación sobre las exigencias que se
proponen. Por favor, refiéralas a continuación.
Sobre la exigencia 1:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________
Sobre la exigencia 2:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________
Sobre la exigencia 3:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________
Sobre la exigencia 4:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________
Sobre la exigencia 5:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________
¿Sugeriría
UD
alguna
nueva
exigencia?
¿Cuál?
¿Cómo
la
justificaría?
175
�II-. Estrategias de aprendizaje, para que el proceso de producción de cursos
en formato digital, realizado por un profesor, favorezca su trabajo
independiente.
Estrategia
MA
BA A PA NA
1. Comprender el modelo pedagógico
1.1. Dirigir la atención al modelo pedagógico. ¿Qué
es?
1.2. Identificar el modelo pedagógico. ¿Cuáles son
sus partes?
1.3. Caracterizar el modelo pedagógico. ¿Cuáles son
sus cualidades o rasgos?
1.4. Valorar su importancia. ¿Para qué es?
1.5Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
que hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 1
_____________________________________________________________________
________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
2. Familiarizarse con la herramienta de autor
2.1. Ejecutar la herramienta de autor.
2.2. Ejecutar la ayuda necesaria.
2.3. Dirigir la atención al tema. ¿Cómo es?
2.4. Realizar una lectura comprensiva de la ayuda.
2.5. Valorar la importancia de lo aprendido. ¿Para qué
es?
2.6. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 2
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
3. Caracterizar el curso
3.1 Dirigir la atención a la temática del curso. ¿Sobre
qué trata?
3.2. Realizar búsquedas de información sobre el
tema. ¿Qué conozco? ¿Qué me falta por conocer?
3.3. Analizar y describir objetos fenómenos y
procesos relacionados con la temática del curso.
¿Cómo es? ¿Cuáles son sus partes?
3.4. Valorar la importancia del curso. ¿Para qué es?
3.5. Comparar con otros cursos. ¿En qué es
semejante? ¿En qué es diferente?
3.6. Autocontolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 3
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
4. Caracterizar a los posibles estudiantes
4.1. Dirigir la atención a los posibles estudiantes.
¿Cómo son?
4.2. Analizar los posibles estudiantes. ¿Cuáles son
MA
BA
A
PA
NA
176
�sus cualidades?
4.3. Determinar los rasgos esenciales de los posibles
estudiantes. ¿Qué características tienen?
4.4. Valorar la importancia del curso para los
estudiantes. ¿Para qué lo necesitan?
4.5. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 4
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
5. Determinar recursos necesarios
5.1. Dirigir la atención a los recursos. ¿Qué son?
5.2. Realizar una búsqueda de información sobre el
tema. ¿Qué conozco? ¿Qué me falta por conocer?
5.3. Identificar recursos disponibles y necesarios.
¿Con qué recursos cuento? ¿Cuáles me faltan?
5.4. Analizar las características del lugar donde se
utilizará el curso. ¿Qué características tiene, el
equipamiento disponible? ¿Condiciones organizativas
para la utilización del equipamiento?
5.5. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 5
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
6. Elaborar los objetivos
6.1. Comprender y familiarizarse con el tema. ¿Qué
es?
6.2. Determinar el alcance de los contenidos. ¿Cuánto
necesito conocer? ¿Qué habilidades deben tener?
¿Qué valores deben lograr?
6.3. Formular los objetivos.
6.4. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 6
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
177
�Estrategia
MA
BA A PA NA
7. Diseñar la estructura del curso
7.1. Identificar el tema. ¿Qué es?
7.2. Analizar los elementos o partes generales. ¿Qué
hace que sea lo qué es y no otra cosa? Y determino
las esenciales.
7.3. Determinar las relaciones entre sus elementos y
jerarquizarlas. ¿Cuál tiene mayor grado de
generalidad? ¿En qué orden los colocamos?
7.4. Seleccionar el tipo de esquema y signos a
emplear.
7.5. Representar gráficamente los temas y sus
relaciones.
7.6. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 7
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
8. Diseñar guiones multimedia
8.1. Dirigir la atención a la multimedia. ¿Qué es?
8.2. Identificar el tipo de medio requerido de acuerdo
a los objetivos del tema. ¿Qué tipo? ¿Qué
características tiene?
8.3. Escribir el orden de la ‘historia’.
8.4. Valorar la importancia de la multimedia.
¿Importancia tiene para el curso?
8.5. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 8
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
9. Elaborar las tareas de aprendizaje
9.1. Dirigir la atención a la tarea. ¿Qué es? ¿Para qué
es?
9.2. Identificar el tema de estudio y definir lo esencial
del mismo a partir de los objetivos. ¿Sobre que es?
9.3. Determinar los medios y métodos que empleará
el alumno para su solución. ¿Cómo lo hará?
9.4. Formular la tarea.
9.5. Valorar la importancia de la tarea para el tema.
9.6. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto lo
que hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 9
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
10. Elaborar el glosario
10.1. Comprender y familiarizarse con el tema de
estudio. ¿Qué es?
MA
BA
A
PA
NA
178
�10.2. Seleccionar los conceptos o términos claves del
curso que se incluirán en el glosario. ¿Cuáles son?
10.3. Reconocer las características esenciales del
concepto a incluir. ¿Qué es?
10.4. Definir y escribir el concepto con mis palabras,
sin cambiar significados.
10.5. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto
lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 10
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
11. Elaborar los temas de acuerdo a los
objetivos
11.1. Dirigir la atención al tema. ¿Qué es?
11.2. Realizar la presentación de los temas.
11.3. Elaborar el autodiagnóstico.
11.3. Incluir las tareas en cada uno de los módulos
del tema (referentes, aplico y reto).
11.4. Valorar la importancia del tema para el curso.
11.5. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto
lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 11
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
12. Evaluar la elaboración del curso
12.1. Dirigir la atención al tema. ¿Qué es?
12.2. Analizar la correlación del curso con el modelo.
12.3. Revisar la redacción y la ortografía
12.4. Revisar los hipervínculos.
12.5. Actualizar el curso en dependencia de lo
revisado.
12.6. Diseñar acciones que permitan la
retroalimentación acerca de la utilización del curso.
12.7. Aprobar la versión definitiva del curso.
12.8. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto
lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 12
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
179
�Estrategia
MA
BA A PA NA
13. Legalizar el curso
13.1. Dirigir la atención al tema. ¿Cómo es?
13.2. Elaborar la documentación necesaria.
13.3. Presentar la documentación a la entidad de
registro o derecho de autor.
13.4. Incluir derechos de autor al curso.
13.5. Valorar lo realizado.
13.6. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto
lo que hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 13
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
Estrategia
MA
BA A PA NA
14. Solicitar ayuda
14.1. Identificar el problema. ¿En qué necesito
ayuda?
14.2. Analizar y caracterizar la información del
problema.
14.3. Elaborar los requerimientos de la ayuda a
solicitar.
14.4. Transmitir el problema al experto.
14.5. Valorar la comunicación. ¿Entendió el experto?
¿La solución que ofrece es adecuada?
14.6. Actuar a partir de la ayuda requerida
14.7. Autocontrolarse y autoevaluarse. ¿Es correcto
lo qué hice? ¿Para qué me sirve?
Sugerencias o recomendaciones sobre la Estrategia de Aprendizaje 14
_____________________________________________________________________
__________________________________________________
¿Sugeriría UD alguna nueva Estrategia? ¿Cuál? ¿Cómo la Definiría?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________
III-. Valore cuáles de las siguientes características debe poseer una
herramienta de autor para que favorezca el trabajo del profesor en la
producción de cursos en formato digital.
Características
MA
BA A PA NA
1. El conocimiento es modular y reutilizable.
2. Es fácil de usar y requiere poca formación previa.
3. Edición WYSIWIG y vista previa del producto.
4. Expone una interfase amigable al autor.
5. Facilita el diseño del curso mediante plantillas.
6. Muestra una elevada automatización de las
acciones a realizar.
7. Es independiente de la plataforma y de
materiales en sitios remotos.
8. No necesita conexión permanente con otros
servidores.
180
�9. Presenta un diseño flexible de la interfase.
10. Incluye características tales como: Deshacer,
Copiar, Pegar, y Buscar.
11. Disminuye el esfuerzo (el tiempo, el costo, y / u
otros recursos) para crear el curso.
12. Disminuye el umbral de habilidad del autor para
crear el curso.
13. Ayuda al autor a articular u organizar su dominio
o su conocimiento pedagógico.
14. Abarca todas las fases del proceso de producción
del curso.
15. Brinda soporte a (ej. la estructura,
recomendaciones, o implementa) buenos
principios de diseño (Pedagógicos y de producción
del curso).
16. Cuenta con diferentes niveles de ayuda de
acuerdo al nivel de conocimientos del autor que
personalizan su actividad para producir el curso.
17. Contribuye a desarrollar estrategias de
aprendizaje en el autor durante el proceso de
producción del curso.
18. Facilita orientaciones y ayudas para profundizar
en el Modelo pedagógico-tecnológico utilizado.
19. Facilita al autor el aprendizaje sobre el proceso de
producción de un curso.
20. Facilita orientaciones básicas y generales para que
el profesor pueda elaborar cada acápite del curso.
21. Permite que el autor perfeccione su trabajo como
profesor.
¿Sugeriría UD alguna nueva Característica? ¿Cuál?
____________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________________________
Muchas gracias por su valiosa colaboración.
181
�Anexo III-6. Resultados del método Delphi, a partir de las valoraciones realizadas por los expertos.
Sobre las exigencias:
Imágenes por la
Frecuencias
Frecuencias Relativas
Resultados
inv de la curva
Acumuladas
normal
Exigencias C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
C1
C2
C3
C4
C1 C2 C3 C4 Suma Prom N-P
Ex-1
9 2 2 0 0 13
9 11 13 13 13 0.6923 0.8462 1.0000 1.0000 0.50 1.02 3.9 3.9 -0.44 -0.44 0.44
Ex-2
7 4 2 0 0 13
7 11 13 13 13 0.5385 0.8462 1.0000 1.0000 0.10 1.02 3.9 3.9 -2.23 -2.23 2.23
Ex-3
10 1 2 0 0 13
10 11 13 13 13 0.7692 0.8462 1.0000 1.0000 0.74 1.02 3.9 3.9 -2.39 -2.39 2.39
Ex-4
11 1 1 0 0 13
11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000 1.0000 1.02 1.43 3.9 3.9 -2.56 -2.56 2.56
Ex-5
9 2 2 0 0 13
9 11 13 13 13 0.6923 0.8462 1.0000 1.0000 0.50 1.02 3.9 3.9 -2.33 -2.33 2.33
Puntos de Corte ®
0.57 1.10 3.90 3.90
Categ
MA
MA
MA
MA
MA
Sobre las Estrategias de aprendizaje:
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategias C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
E-1
E-2
E-3
E-4
E-5
E-6
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C4
C1 C2 C3 C4 Suma Prom N-P Categ
1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90 9.11 2.28 0.37 MA
1.0000 0.10 1.02 3.90 3.90 8.92 2.23 0.32 MA
1.0000 0.10 3.90 3.90 3.90 11.80 2.95 1.04 MA
1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90 9.32 2.33 0.42 MA
1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90 9.13 2.28 0.38 MA
1.0000 1.02 1.43 3.90 3.90 10.25 2.56
- MA
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
8
3
2
0
0
13
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000
7
4
2
0
0
13
7 11 13 13 13 0.5385 0.8462 1.0000
7
6
0
0
0
13
7 13 13 13 13 0.5385 1.0000 1.0000
7
5
1
0
0
13
7 12 13 13 13 0.5385 0.9231 1.0000
6 6
11 1
1
1
0
0
0
0
13
13
6 12 13 13 13 0.4615 0.9231 1.0000
11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000
182
�E-7
E-8
E-9
E-10
E-11
E-12
E-13
E-14
8
4
1
0
0
13
6
6
1
0
0
13
11 2
8 4
0
0
0
1
0
0
13
13
7
5
1
0
0
13
6
6
1
0
0
8
3
2
0
7
4
2
0
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000 1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90
6 12 13 13 13 0.4615 0.9231 1.0000 1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90
9.52 2.38
9.13 2.28
11 13 13 13 13 0.8462 1.0000 1.0000 1.0000 1.02 3.90 3.90 3.90 12.72 3.18
8 12 12 13 13 0.6154 0.9231 0.9231 1.0000 0.29 1.43 1.43 3.90 7.05 1.76
13
7 12 13 13 13 0.5385 0.9231 1.0000 1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90
6 12 13 13 13 0.4615 0.9231 1.0000 1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90
9.32 2.33
9.13 2.28
0
13
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000 1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90
9.11 2.28
0
13
7 11 13 13 13 0.5385 0.8462 1.0000 1.0000 0.10 1.02 3.90 3.90
Puntos de Corte ®
0.83 2.38 3.90 3.90
8.92 2.23
0.66
0.47 MA
0.38 MA
1.27 MA
0.14 MA
0.42 MA
0.38 MA
0.37 MA
0.32 MA
183
�Sobre las estrategias de aprendizaje. Acciones:
Acciones. Estrategia de aprendizaje #1
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
1
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
11
2
0
0
0
13 11 13 13 13 13 0.8462 1.0000 1.0000 1.0000 1.02 3.90 3.90 3.90
8
5
0
0
0
13
10
3
0
0
0
8 13 13 13 13 0.6154 1.0000 1.0000 1.0000 0.29 3.90 3.90 3.90
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
Puntos de Corte ®
0.70 3.41 3.90 3.90
9.96 2.49 0.11 MA
12.44 3.11 0.73 MA
12.72 3.18 0.80 MA
11.99 3.00 0.62 MA
12.44 3.11 0.73 MA
Acciones. Estrategia de aprendizaje #2
Resultados
Frecuencias
Acumuladas
Frecuencias Relativas
Imágenes por la
inv de la curva
normal
Estrategia
C1
C2
C3
C4
C1 C2 C3 C4 Suma Prom N-P
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
2
9 3 1 0 0 13
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90 9.73 2.43 A-1
0.71
8 3 2 0 0 13
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000 1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90 9.11 2.28 A-2
0.55
7 5 1 0 0 13
7 12 13 13 13 0.5385 0.9231 1.0000 1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90 9.32 2.33 A-3
0.60
8 3 2 0 0 13
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000 1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90 9.11 2.28 A-4
0.55
A-5
9 3 0 0 1 13
9 12 12 12 13 0.6923 0.9231 0.9231 0.9231 0.50 1.43 1.43 1.43 4.78 1.20 0.53
Categ
MA
MA
MA
MA
BA
184
�A-6
9
3
1
0
0
13
9
12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90 9.73
Puntos de Corte
®
2.43 MA
0.71
0.37 1.29 3.49 3.49
Acciones. Estrategia de aprendizaje #3
Resultados
Frecuencias
Acumuladas
Frecuencias Relativas
Imágenes por la
inv de la curva
normal
Estrategi
C1
C2
C3
C4
C1 C2
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
a3
10 3 0 0 0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.7 3.90
A-1
4
9 4 0 0 0
13 9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.5 3.90
A-2
0
9 3 1 0 0
13 9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.5 1.43
A-3
0
9 4 0 0 0
13 9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.5 3.90
A-4
0
6 6 1 0 0
13 6 12 13 13 13 0.4615 0.9231 1.0000 1.0000
- 1.43
A-5
0.1
0
9 4 0 0 0
13 9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.5 3.90
A-6
0
0.4
Puntos de Corte ®
4 3.08
Sum Pro
N-P Categ
a
m
3.90 3.90 12.44 3.11
MA
0.85
3.90 3.90 12.20 3.05
MA
0.79
3.90 3.90 9.73 2.43
MA
0.17
3.90 3.90 12.20 3.05
MA
0.79
3.90 3.90 9.13 2.28
MA
0.02
C3
C4
3.90 3.90 12.20 3.05
0.79
MA
3.90 3.90
185
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #4
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Frecuencias Relativas
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
4
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
10
1
2
0
0
13 10 11 13 13 13 0.7692 0.8462 1.0000 1.0000 0.74 1.02 3.90 3.90
7
4
2
0
0
13
7 11 13 13 13 0.5385 0.8462 1.0000 1.0000 0.10 1.02 3.90 3.90
8
3
2
0
0
13
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000 1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90
11
1
1
0
0
13 11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000 1.0000 1.02 1.43 3.90 3.90
9
3
1
0
0
13 9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
Puntos de Corte ®
0.53 1.18 3.90 3.90
9.56 2.39 0.49 MA
8.92 2.23 0.33 MA
9.11 2.28 0.38 MA
10.25 2.56 0.66 MA
9.73 2.43 0.53 MA
Acciones. Estrategia de aprendizaje #5
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategi
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
a5
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
6
5
2
0
0
13
6 11 13 13 13
8
5
0
0
0
13
8 13 13 13 13
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13
6
6
1
0
0
13
6 12 13 13 13
8
5
0
0
0
13
8 13 13 13 13
Frecuencias Relativas
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4
C1
0.461
5
0.615
4
0.692
3
0.461
5
0.615
4
0.846
2
1.000
0
1.000
0
0.923
1
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
0.10 1.02 3.90 3.90
8.72
0.29 3.90 3.90 3.90 11.99
0.50 3.90 3.90 3.90 12.20
0.10 1.43 3.90 3.90 9.13
0.29 3.90 3.90 3.90 11.99
2.18 0.02 MA
3.00 0.84 MA
3.05 0.89 MA
2.28 0.12 MA
3.00 0.84 MA
186
�Puntos de Corte
®
0.18 2.83 3.90 3.90
Acciones. Estrategia de aprendizaje #6
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategi
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
a6
A-1
A-2
A-3
A-4
9
3
1
0
0
13
9 12 13 13 13
10
1
1
1
0
13 10 11 12 13 13
10
1
2
0
0
13 10 11 13 13 13
9
3
1
0
0
13 9 12 13 13 13
Puntos de Corte ®
Frecuencias Relativas
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4
C1
0.692
3
0.769
2
0.769
2
0.692
3
0.923
1
0.846
2
0.846
2
0.923
1
1.000
0
0.923
1
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
0.50 1.43 3.90 3.90
9.73
0.74 1.02 1.43 3.90
7.08
0.74 1.02 3.90 3.90
9.56
0.50 1.43 3.90 3.90
0.62 1.22 3.28 3.90
9.73
2.43 0.63 MA
1.77 0.03 MA
2.39 0.58 MA
2.43 0.63 MA
Acciones. Estrategia de aprendizaje #7
Resultados
Frecuencias
Acumuladas
C C
Estrategi
C3 C4 C5
C1 C2 C3 C4 C5 Total
1 2
a7
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
8
4
0
1
0
13 8 12 12 13 13
8
4
1
0
0
13 8 12 13 13 13
9
3
1
0
0
13 9 12 13 13 13
9
4
0
0
0
13 9 13 13 13 13
8
5
0
0
0
13 8 13 13 13 13
Frecuencias Relativas
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4
C1
0.615
4
0.615
4
0.692
3
0.692
3
0.615
4
0.923
1
0.923
1
0.923
1
1.000
0
1.000
0
0.923
1
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
1.000
0
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
0.29 1.43 1.43 3.90
7.05
0.29 1.43 3.90 3.90
9.52
0.50 1.43 3.90 3.90
9.73
0.50 3.90 3.90 3.90 12.20
0.29 3.90 3.90 3.90 11.99
1.76 0.33 BA
2.38 0.29 MA
2.43 0.34 MA
3.05 0.96 MA
3.00 0.91 MA
187
�A-6
9
4
0
0
0
13 9 13 13 13 13
Puntos de Corte ®
Acciones. Estrategia de aprendizaje #8
0.692 1.000 1.000 1.000
3
0
0
0 0.50 3.90 3.90 3.90 12.20
0.40 2.66 3.49 3.90
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
8
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
7
5
1
0
0
7
6
0
0
0
6
7
0
0
0
6
6
1
0
0
9
4
0
0
0
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
5 13 13 13 0.5385 0.3846 1.0000 1.0000 0.10 0.29
13 7 6 13 13 13 0.5385 0.4615 1.0000 1.0000 0.10 0.10
13 6 7 13 13 13 0.4615 0.5385 1.0000 1.0000 0.10 0.10
13 6 6 13 13 13 0.4615 0.4615 1.0000 1.0000 0.10 0.10
13 9 4 13 13 13 0.6923 0.3077 1.0000 1.0000 0.50 0.50
Puntos de Corte ®
0.10 0.18
13
7
3.05 0.96 MA
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
3.90 3.90
3.90 3.90
3.90 3.90
3.90 3.90
3.90 3.90
7.60 1.90 0.36 MA
7.80 1.95 0.41 MA
7.80 1.95 0.41 MA
7.61 1.90 0.36 MA
7.80 1.95 0.41 MA
3.90 3.90
188
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #9
Resultados
Frecuencias
Acumuladas
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
9
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
12
1
0
0
0
12
1
0
0
0
12
1
0
0
0
11
2
0
0
0
9
4
0
0
0
10
3
0
0
0
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
13 12 13 13 13 13 0.9231 1.0000 1.0000 1.0000 1.43 3.90 3.90 3.90 13.13 3.28 0.72 MA
13 12 13 13 13 13 0.9231 1.0000 1.0000 1.0000 1.43 3.90 3.90 3.90 13.13 3.28 0.72 MA
13 12 13 13 13 13 0.9231 1.0000 1.0000 1.0000 1.43 3.90 3.90 3.90 13.13 3.28 0.72 MA
13 11 13 13 13 13 0.8462 1.0000 1.0000 1.0000 1.02 3.90 3.90 3.90 12.72 3.18 0.62 MA
13 9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90 12.20 3.05 0.49 MA
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90 12.44 3.11 0.55 MA
Puntos de Corte ®
1.87 6.69 6.69 6.69
189
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #10
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
10
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
7
4
1
0
1
13
7 11 12 12 13 0.5385 0.8462 0.9231 0.9231 0.10 1.02 1.43 1.43
8
5
0
0
0
13
8 13 13 13 13 0.6154 1.0000 1.0000
8
4
1
0
0
13
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000
6
6
0
1
0
13
6 12 12 13 13 0.4615 0.9231 0.9231
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000
Puntos de Corte
®
3.97 0.99 0.78 BA
1.0000 0.29 3.90 3.90 3.90 11.99 3.00 1.22 MA
1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90 9.52 2.38 0.61 MA
1.0000 0.10 1.43 1.43 3.90 6.66 1.66 0.11 MA
1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90 12.20 3.05 1.28 MA
0.22 2.33 2.91 3.41
190
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #11
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
11
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
6 11 12 12 13 0.4615 0.8462 0.9231 0.9231 0.10 1.02 1.43 1.43
6
5
1
0
1
13
8
3
2
0
0
13
9
4
0
0
0
13
3.78 0.94 0.75 BA
8 11 13 13 13 0.6154 0.8462 1.0000 1.0000 0.29 1.02 3.90 3.90 9.11 2.28 0.59 MA
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90 12.20 3.05 1.36 MA
9
2
0
1
1
13
9 11 11 12 13 0.6923 0.8462 0.8462 0.9231 0.50 1.02 1.02 1.43
8
4
1
0
0
13
9
4
0
0
0
13
3.97 0.99 0.70 BA
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000 1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90 9.52 2.38 0.69 MA
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90 12.20 3.05 1.36 MA
Puntos de Corte
®
0.33 2.05 3.01 3.08
191
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #12
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
12
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
A-1
8
3
1
1
0
13
8 11 12 13 13 0.6154 0.8462 0.9231 1.0000 0.29 1.02 1.43 3.90
6.64 1.66 0.48 MA
A-2
8
3
1
0
1
13
8 11 12 12 13 0.6154 0.8462 0.9231 0.9231 0.29 1.02 1.43 1.43
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
8
5
0
0
0
13
8 13 13 13 13 0.6154 1.0000 1.0000 1.0000 0.29 3.90 3.90 3.90
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
8
5
0
0
0
13
8 13 13 13 13 0.6154 1.0000 1.0000 1.0000 0.29 3.90 3.90 3.90
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90
4.17 1.04 1.10 BA
12.44 3.11 0.96 MA
11.99 3.00 0.85 MA
12.20 3.05 0.91 MA
12.44 3.11 0.96 MA
12.44 3.11 0.96 MA
11.99 3.00 0.85 MA
12.20 3.05 0.91 MA
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
A-9
Puntos de Corte
®
0.49 3.26 3.35 3.63
192
�Acciones. Estrategia de aprendizaje #13
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
13
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
7
3
1
0
2
13
7 10 11 11 13 0.5385 0.7692 0.8462 0.8462 0.10 0.74 1.02 1.02
8
2
2
1
0
13
8 10 12 13 13 0.6154 0.7692 0.9231 1.0000 0.29 0.74 1.43 3.90
7
2
2
0
2
13
7
9
3
1
0
0
13
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
8
4
1
0
0
13
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000 1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90
9
3
0
1
0
13
9 12 12 13 13 0.6923 0.9231 0.9231 1.0000 0.50 1.43 1.43 3.90
9 11 11 13 0.5385 0.6923 0.8462 0.8462 0.10 0.50 1.02 1.02
Puntos de Corte
®
2.87 0.72 0.56 BA
6.36 1.59 0.31 MA
2.64 0.66 0.62 BA
9.73 2.43 1.15 MA
9.52 2.38 1.10 MA
7.25 1.81 0.53 MA
0.30 1.04 2.12 2.94
Acciones. Estrategia de aprendizaje #14
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Estrategia
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
14
A-1
A-2
A-3
A-4
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
8
4
1
0
0
13
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000 1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90
8
4
1
0
0
13
8 12 13 13 13 0.6154 0.9231 1.0000 1.0000 0.29 1.43 3.90 3.90
9
3
1
0
0
13
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
9.52 2.38 1.11 MA
9.52 2.38 1.11 MA
9.73 2.43 1.17 MA
7
3
2
0
1
13
7 10 12 12 13 0.5385 0.7692 0.9231 0.9231 0.10 0.74 1.43 1.43
3.69 0.92 0.34 BA
193
�6
4
2
0
1
13
6 10 12 12 13 0.4615 0.7692 0.9231 0.9231 0.10 0.74 1.43 1.43
3.49 0.87 0.39 BA
A-6
7
4
1
0
1
13
7 11 12 12 13 0.5385 0.8462 0.9231 0.9231 0.10 1.02 1.43 1.43
3.97 0.99 0.27 BA
A-7
9
2
1
0
1
13
9 11 12 12 13 0.6923 0.8462 0.9231 0.9231 0.50 1.02 1.43 1.43
4.37 1.09 0.17 MA
A-5
Puntos de Corte
Características de las Herramientas de autor
Frecuencias
Acumuladas
Resultados
Caract.
CA-1
CA-2
CA-3
CA-4
CA-5
CA-6
CA-7
CA-8
CA-9
CA-10
CA-11
®
C1 C2 C3 C4 C5 Total C1 C2 C3 C4 C5
0.24 1.11 2.49 2.49
Frecuencias Relativas
C1
C2
C3
C4
Imágenes por la
inv de la curva
normal
C1
C2
C3
C4 Suma Prom N-P Categ
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
11
1
1
0
0
13 11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000 1.0000 1.02 1.43 3.90 3.90
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
11
1
1
0
0
13 11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000 1.0000 1.02 1.43 3.90 3.90
9
3
1
0
0
13
10
2
0
1
0
13 10 12 12 13 13 0.7692 0.9231 0.9231 1.0000 0.74 1.43 1.43 3.90
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90
9
4
0
0
0
13
9 13 13 13 13 0.6923 1.0000 1.0000 1.0000 0.50 3.90 3.90 3.90
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
9.96 2.49 0.48 MA
10.25 2.56 0.55 MA
9.96 2.49 0.48 MA
10.25 2.56 0.55 MA
9.73 2.43 0.42 MA
7.49 1.87 0.14 MA
12.44 3.11 1.09 MA
9.96 2.49 0.48 MA
9.96 2.49 0.48 MA
12.20 3.05 1.04 MA
12.20 3.05 1.04 MA
194
�CA-12
CA-13
CA-14
CA-15
CA-16
CA-17
CA-18
CA-19
CA-20
CA-21
7
4
0
0
2
13
7 11 11 11 13 0.5385 0.8462 0.8462 0.8462 0.10 1.02 1.02 1.02
11
1
1
0
0
13 11 12 13 13 13 0.8462 0.9231 1.0000 1.0000 1.02 1.43 3.90 3.90
7
5
1
0
0
13
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
10
3
0
0
0
13 10 13 13 13 13 0.7692 1.0000 1.0000 1.0000 0.74 3.90 3.90 3.90
11
2
0
0
0
13 11 13 13 13 13 0.8462 1.0000 1.0000 1.0000 1.02 3.90 3.90 3.90
10
2
1
0
0
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
9
3
1
0
0
13
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
9
3
1
0
0
13
9 12 13 13 13 0.6923 0.9231 1.0000 1.0000 0.50 1.43 3.90 3.90
10
2
1
0
0
7 12 13 13 13 0.5385 0.9231 1.0000 1.0000 0.10 1.43 3.90 3.90
13 10 12 13 13 13 0.7692 0.9231 1.0000 1.0000 0.74 1.43 3.90 3.90
Puntos de Corte
®
3.16 0.79 1.23 MA
10.25 2.56 0.55 MA
9.32 2.33 0.32 MA
9.96 2.49 0.48 MA
12.44 3.11 1.09 MA
12.72 3.18 1.16 MA
9.96 2.49 0.48 MA
9.73 2.43 0.42 MA
9.73 2.43 0.42 MA
9.96 2.49 0.48 MA
0.67 2.00 3.65 3.76
Leyenda:
Ex = exigencia
E = Estrategia de aprendizaje
A = Acción
CA = Característica
C1 = muy adecuada, C2 = bastante adecuada, C3 = adecuada, C4 = poco adecuada, C5 = no adecuada
Prom = promedio.
MA = muy adecuada.
Valoración: N- P es menor que el punto de corte de C1 en casi todos los casos, en los cuales es muy adecuado, y en algunos está
entre C1 y C2 por lo que son bastante adecuados, por tanto, se considera la concepción bastante adecuada.
195
�Anexo III-7. Recomendaciones relacionadas con las exigencias y las estrategias de
aprendizaje
Exigencia I
No deja claro como contribuye a elevar el trabajo independiente.
¿Diseñar el proceso?
Tener en cuenta las necesidades de superación de aquellos a los que va dirigido el
curso.
No ser tan categórico al plantear que al trabajar con la herramienta de autor el
profesor tendrá mayores conocimientos y habilidades. ¿Cuáles?
Exigencia II
Revisar la redacción.
Sugiero un diagnóstico inicial de las competencias del profesor para ganar en la
individualización.
¿Quién proporciona la familiarización con el modelo pedagógico?
Más que familiarización debe ser dominio.
Aunque ajustarse al modelo es una exigencia, contemple en lo posible sugerencias del
profesor.
Exigencia III
Por su redacción más bien parece un efecto de la producción del curso y no una
exigencia.
Revisar lo relativo a contribuir.
Exigencia IV
Exigencia V
¿Diseñar la actividad?
No comparto el criterio de que el profesor use la herramienta de autor para resolver
concretamente la producción del curso. Esto contradice el punto anterior.
Otras exigencias
Sugiero una exigencia que haga explícito la necesidad de diagnóstico.
Debe revelar explícitamente una base orientadora de la acción para actuar elaborando
o produciendo el curso. Incluye ejemplos de cómo hacerlo.
Debe propiciar producir el curso en el menor tiempo posible.
La selección del profesor que monta el curso o lo diseña debe ser un aspecto a tener
en cuenta, así como su motivación y disposición para involucrarse.
Características.
Valorar la redacción de la doce.
Que no requieren profundos conocimientos informáticos por el profesor.
Estrategia I
El modelo pedagógico y tecnológico.
1.1 y 1.3 son parecidos.
1.4 Debe valorar su utilidad en lugar de su importancia.
Estrategia II
Puede además de usar el tutorial aprender haciendo.
Cambiar el orden empezar por la lectura del tutorial.
Valorar si es algo más que familiarizarse (Análisis, interpretación).
1.5 una valoración no adecuada – final bastante adecuado.
Estrategia III
Precisar con respecto a las búsquedas de información aspectos como validez y
actualización de los recursos didácticos.
3.7 ¿Cuáles son los objetivos del curso?
Me parece que las cuatro primeras el profesor las ejecutaría en cualquier caso y él
debe dominarlo.
Estrategia IV
196
�¿Cuándo esto es posible? No siempre se conocen con la suficiente antelación para
caracterizarlos profundamente.
4.2 y 4.3 son semejantes.
4.2 ¿Cualidades con respecto a qué? ¿Estrategias? ¿Estilos?
Valorar si es caracterizar o diagnosticar. ¿Son iguales cualidades y características?
Estrategia V
Precisar si son recursos informáticos, tecnológicos, humanos, etc.
Determinar el nivel de recursos que incluye en una tarea, si hay muchos o pocos, el
nivel necesario.
Calidad de los recursos. ¿Qué criterios de validez?
¿A que tipo de recursos se refiere?
Estrategia VI
El 6.2 tiene que ver con los contenidos y no con los objetivos.
Primero deben ir los objetivos.
En 6.1 utilizaría la pregunta ¿para qué?
¿Porqué los objetivos se subordinan a los contenidos? (6.2) Deben incluirse los
aspectos que permiten la formulación.
Estrategia VII
7.1 Pondría ¿Cuál es?
7.2 Aclarar para que se entienda mejor.
Estrategia VIII
Valorar la incorporación de una acción dirigida a equilibrar los diferentes medios que
brinda la multimedia.
Estrategia IX
Valorar la incorporación de una acción dirigida a determinar que estrategias de
aprendizaje son necesarias para una tarea.
También podría ser “seleccionar tareas” no solo formularlas.
Estrategia X
10.4 Debe cambiarse por definiciones aceptadas por la comunidad científica.
Estrategia XI
Valorar sustituir 11.3 por elaborar tareas de referentes, tareas de aplico y tareas de
reto.
Está muy general no entiendo 11.3
Me parece mejor elaborar los objetivos en función del tema.
Estrategia XII
Se supone que el curso se ha elaborado de acuerdo al modelo.
¿Quién es el objeto? (12.1)
Estrategia XIII
13.3 y 13.1 no le veo relación con la estrategia.
13.3 no corresponde al profesor.
13.1 no procede.
Estrategia XIV
14.4 no transmitir, consultar, buscar información.
14.5 no se entiende.
197
�Anexo III-8. Introducción al estudio de casos
Existe una gran diversidad de criterios acerca de conceptuar el estudio de casos, pero
la mayoría de los autores consultados, coinciden en que es una forma particular de
recoger, organizar y analizar datos (Rodríguez y otros, 2002; Stake, 1998; Borges,
2002; Barzelay, 2004).
Un estudio de caso es, según la definición de Yin (citado por Rodríguez y otros, y
Borges), “un método de investigación empírica que estudia un fenómeno
contemporáneo dentro de su contexto de la vida real, especialmente cuando los
límites entre el fenómeno y su contexto no son claramente evidentes” (Rodríguez y
otros, 2002, 91; Borges, 2002, 28).
Un caso puede ser una persona, una organización, un acontecimiento, un programa
educativo; la única exigencia es que tenga algún límite físico o social que le confiera
entidad (que esté acotado) (Stake, 1998, Rodríguez y otros, 2002).
Examen, forma o método de investigación son las maneras más generales de
reseñarlo, aunque hay autores que lo califican como una estrategia de diseño de
investigación cualitativa y otros como una técnica didáctica o investigativa1.
El estudio de casos se centra en una situación, suceso, programa o fenómeno
concreto; lo cual lo hace un método muy útil para el análisis de los problemas
prácticos, situaciones o acontecimientos que surgen en la cotidianidad.
Es un método de investigación que se caracteriza por estudiar los fenómenos en su
propio contexto, utilizando múltiples fuentes de evidencia, con el fin de poder
explicarlo de forma global y teniendo en cuenta toda su complejidad. Puede ser usado
tanto para conceptualizar teóricamente un fenómeno nuevo, por ejemplo, la
investigación de las nuevas técnicas que surgen en los nuevos entornos productivos
contemporáneos; como para la evaluación de teorías previamente formuladas (Ayuso,
2006).
Según Rodríguez, “los objetivos que orientan los estudios de caso no son otros que los
que guían a la investigación en general: explorar, describir, explicar, evaluar y/o
transformar” (Rodríguez y otros, 2002, 98).
Existen múltiples clasificaciones del estudio de casos, basadas en la finalidad o
propósito con que se realiza (Rodríguez y otros, 2002, 93), lo cual guarda relación
también con la especialidad de los investigadores o centros de investigación que lo
desarrolla.
Para Stake los casos pueden ser intrínsecos, instrumentales o colectivos (Stake,
1998).
1) Los casos intrínsecos son aquellos en los que el caso viene dado por el objeto, la
problemática o el ámbito de indagación; como cuando un docente decide estudiar los
problemas de relación que uno de sus alumnos tiene con sus compañeros, o cuando
un investigador ha de evaluar un programa. Aquí el interés se centra exclusivamente
en el caso a la mano, en lo que podamos aprender de su análisis; sin relación con
otros casos o con otros problemas generales.
2) Los instrumentales se distinguen porque se definen en razón del interés por
conocer y comprender un problema más amplio a través del conocimiento de un caso
particular. El caso es la vía para la comprensión de algo que está más allá de él
mismo, para iluminar un problema o unas condiciones que afectan no sólo al caso
seleccionado sino también a otros. El estudio de las dificultades que afronta un
docente al realizar su primer curso en formato digital, nos permite acceder a la
problemática mucho más amplia de la socialización y la práctica de dicho proceso.
Aunque aquí también es importante identificar qué ocurre con el profesor
seleccionado, es dicho conocimiento particular el que nos ayuda a captar y
comprender lo que acontece a este grupo particular.
1
Dirección de Investigación y Desarrollo Educativo. Vicerrectoría Académica, Instituto Tecnológico y de Estudios
Superiores de Monterrey
http://www.sistema.itesm.mx/va/dide/inf-doc/estrategias/
198
�3) Los colectivos o múltiples, al igual que los anteriores poseen un cierto grado de
instrumentalidad, con la diferencia de que en lugar de seleccionar un sólo caso,
estudiamos y elegimos una colectividad de entre los posibles. Cada uno es el
instrumento para aprender del problema que en conjunto representan.
En la decisión de qué método elegir deben considerarse tres condiciones: (a) el tipo de
pregunta de investigación que se busca responder, (b) el control que tiene el
investigador sobre los acontecimientos que estudia, y (c) la “edad del problema”, es
decir, si el problema es un asunto contemporáneo o un asunto histórico.
De entre las diversas cuestiones y problemas que ha de afrontar un investigador,
destaca claramente la definición de su caso de estudio; o, dicho de otra manera, qué
es el caso y de qué trata.
Selección y definición del problema
de investigación
Planeamiento de la investigación
Selección de los casos
Colecta sistemática de datos
Interpretación de los datos y
verificación de la interpretación
Descripción de cada caso
Publicación de los hallazgos
Figura 1.1 Fases del estudio de casos. Tomado de (Borges, 2002)
“Usualmente el estudio de casos consiste de cinco fases secuenciales” (Borges, 2002,)
presentadas en la figura 1.1 y detalladas a continuación:
1. Se establece la problemática del estudio. Durante la selección y definición del
problema a ser investigado, se establece la problemática del estudio
presentado, justificando el motivo de dicha investigación.
2. En el planeamiento de la investigación se define la evolución de un tópico,
tema o materia clave para el estudio. Además se determina el procedimiento
de colecta de datos, que puede ser a través de cuestionarios, entrevistas o
autoinformes.
3. Aspectos a tener en cuenta durante la selección de los métodos de colecta de
datos.
¾ Seleccionar los métodos que produzcan los datos necesarios.
¾ Seleccionar los métodos que produzcan los datos que puedan ser
examinados por otros investigadores.
¾ Usar la triangulación (múltiples instrumentos de medición) para
garantizar la precisión de los resultados.
¾ Probar los procedimientos durante la colecta de datos.
¾ Describir los métodos usados y hallazgos encontrados en artículos e
informes para la evaluación de otros investigadores.
¾ Se recomienda que la captura de datos sea sistemática y considere
eventos contemporáneos (aunque se puede usar datos históricos),
permitiendo su análisis por otros investigadores.
4. La interpretación de los datos debe considerar los patrones, estándares y
categorías identificadas de los datos. A continuación, se realiza la verificación
de dicha interpretación y conclusiones a través de sus análisis por otros
investigadores o por los propios participantes del estudio. Considerar los
199
�patrones, estándares y categorías identificadas en la interpretación de los
datos, tratando de realizar una verificación de ella por otros investigadores. A
continuación, se realiza la verificación de dicha interpretación y conclusiones a
través de sus análisis por otros investigadores o por los propios participantes
del estudio.
5. Finalmente, se publican los hallazgos y resultados de la investigación en
formato de informes técnicos (dentro de la organización que ha solicitado el
estudio), en formato de artículos (en conferencias y revistas especializadas)
y/o en libros.
El estudio de caso permite una generalización analítica basada en las interpretaciones
de los hallazgos encontrados, incluyendo estudios comparativos con otros casos.
Aporta valor al refinamiento de la teoría propuesta, sino también es muy importante
para sugerir complejidades que pueden ser usadas en investigaciones adicionales y
futuras. Además, es un método que ayuda en la definición de los límites de la
generalización (Borges, 2002).
Selección de los casos
Una vez delimitados el ámbito y la temática a investigar; lo que proporcionará los
parámetros contextuales de selección, claramente esenciales para la actividad
investigadora. Pero la selección de los casos abriga varias cuestiones que no podemos
olvidar, absolutamente importantes para cualquier investigación:
Primero: La selección del caso no pretende conseguir o mantener ningún tipo de
representatividad con respecto a los casos posibles, o a la población de casos posibles.
No es una muestra los casos que seleccionemos.
“La investigación de estudio de caso no es una investigación de muestras. No
estudiamos un caso fundamentalmente para comprender otros casos. Nuestra primera
obligación es comprender el caso concreto” (Stake, 1995, 4).
Segundo: Sea cual sea el o los parámetros generales que apliquemos (algo que
comentaremos a continuación), el fundamental ha sido claramente planteado por
Stake:
“El primer criterio debería ser maximizar lo que podemos aprender” (Stake 1995, 4).
Esto no quiere decir otra cosa que lo más importante es elegir el caso que ofrezca las
mejores y mayores oportunidades de aprendizaje, con el que podamos aprender en
profundidad la problemática seleccionada, o del que, simplemente, más podamos
aprender y comprender.
200
�Anexo III-9. Entrevista semiestructurada para el estudio de casos
Instrumento para la entrevista final de los estudios de casos:
I-. Valore (en el rango de 1-5, donde 1 equivale al menor valor y 5 equivale al mayor
valor) en qué medida favorecieron la realización del curso los siguientes recursos de la
herramienta de autor utilizada:
__El asistente sobre el modelo pedagógico tecnológico UAC.
__El conocimiento de las estrategias de aprendizaje del proceso.
__Las ayudas y orientaciones sobre la producción de un curso.
__La facilidad de uso de la herramienta de autor.
II-. El aprendizaje sobre el proceso de producción de cursos, después de utilizar la
herramienta de autor.
No Adecuado__ Poco
Adecuado__
Muy
Bastante
Adecuado__
Adecuado__ Adecuado__
III-.Acciones realizadas para la producción del curso.
Instrumento para las entrevistas frecuentes.
¾ Cuantas veces necesitó de otros para realizar una acción debido a que no
encontró en la ayuda la explicación adecuada.
Ninguna__
Muy Pocas__ Pocas___
Muchas__
Muchísimas__
¾
Valore la facilidad de navegación para ejecutar las tareas en la herramienta de
autor.
No
Poco
Adecuada__ Muy
Bastante
Adecuada__
Adecuada__
Adecuada__ Adecuada__
¾
Valore el uso de las estrategias de aprendizaje ofrecidas por la herramienta de
autor.
Nunca__
A veces__
Frecuentemente__
¾
Como valoras el dominio de las acciones realizadas.
No
Poco
Adecuada__ Muy
Adecuada__
Adecuada__
Adecuada__
¾
Bastante
Adecuada__
Frecuencia con que es consultada la ayuda.
Nunca__
A veces__
Frecuentemente__
201
�Anexo III-10. Respuestas de los casos al Instrumento II
1.- Señale, con los números indicados, su experiencia en la elaboración, en formato
digital, de los siguientes materiales educativos.
4. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
5. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
6. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
Enunciado
Caso 1 Caso 2 Caso 3
Documentos
3
3
3
Digitalización de imágenes
3
3
1
Digitalización de sonido
2
2
1
Elaboración de gráficos
3
3
3
Elaboración de guiones
1
1
1
Elaboración de hipertextos
3
2
2
Edición de imágenes
2
2
2
Elaboración de
t i de animaciones
Elaboración
3
3
3
2
1
1
Experiencia en la elaboración de materiales educativos
3
2
Caso 1
Caso 2
Caso 3
1
Elaboración de
animaciones
Elaboración de
presentaciones.
Edición de
imágenes
Elaboración de
hipertextos
Elaboración de
guiones
Elaboración de
gráficos
Digitalización de
sonido
Digitalización de
imágenes
Documentos
0
2.- ¿Qué herramientas informáticas ha utilizado en la elaboración de los materiales
educativos en formato digital? Marque con una X.
Caso 1
Caso 3
Caso 2
Procesadores de texto.
X
X
X
Editores gráficos
X
Tabuladores electrónicos
X
Herramientas de autor
X
Otro
X
X
3.- ¿Conoce de la existencia de metodologías y modelos para la elaboración de cursos
en formato digital?
202
�Caso 1
Caso 2
Caso 3
no
no
no
4.- ¿Ha elaborado cursos en formato digital para alguna plataforma de teleformación?
Cursos elaborados
Caso 1 Caso 2 Caso 3
Uno
Entre 2-5
X
Mas 5
Ninguno
7.- Superación recibida en la elaboración de los cursos.
Caso 1 Caso 2 Caso 3
Tecnológica
0
1
1
Pedagógica
Ninguna
0
0
0
1
0
0
8.- Cuáles de las siguientes acciones realizó en la elaboración del curso.
Caso 1 Caso 2 Caso 3
Caracterizarlo.
X
Elaborar glosario.
Caracterizar estudiantes.
Elaborar los módulos de acuerdo a
los objetivos.
X
X
Determinar los recursos necesarios.
Elaborar los objetivos.
Diseñar la estructura.
X
X
X
X
X
Elaborar guiones multimedia.
Realizar la comprensión del modelo
pedagógico
Evaluar el curso.
Legalizarlo.
203
�Anexo III-11. Valoraciones hechas por los casos en cada uno de los encuentros
realizados
Segundo encuentro.
Caso 1
Caso 2
Caso 3
ninguna
poco
muy pocas
muy adecuada
muy adecuada
bastante
adecuada
nunca
Adecuada
a veces
bastante
adecuada
adecuada
frecuentemente
frecuentemente
frecuentemente
Caso 1
Caso 2
Caso 3
ninguna
poco
muy pocas
Bastante
adecuada
bastante
adecuada
bastante
adecuada
a veces
Frecuentemente
a veces
muy adecuada
muy adecuada
muy adecuada
frecuentemente
frecuentemente
frecuentemente
Caso 1
Caso 2
ninguna
ninguna
adecuada
muy adecuada
frecuentemente
frecuentemente
Como valoras el dominio de las acciones realizadas
muy adecuada
muy adecuada
Frecuencia con que es consultada la ayuda
a veces
a veces
Cuantas veces necesitó de otros para
realizar una acción debido a que no
encontró en la ayuda la explicación
adecuada
Valore la facilidad de navegación para
ejecutar las tareas en la herramienta de
autor.
Valore el uso de las estrategias de
aprendizaje ofrecidas por la herramienta
de autor.
Como valoras el dominio de las acciones
realizadas
Frecuencia con que es consultada la
ayuda
a veces
Tercer encuentro
Cuantas veces necesitó de otros para
realizar una acción debido a que no
encontró en la ayuda la explicación
adecuada
Valore la facilidad de navegación para
ejecutar las tareas en la herramienta de
autor.
Valore el uso de las estrategias de
aprendizaje ofrecidas por la herramienta
de autor.
Como valoras el dominio de las acciones
realizadas
Frecuencia con que es consultada la
ayuda
Cuarto encuentro
Cuantas veces necesitó de otros para realizar una acción
debido a que no encontró en la ayuda la explicación
adecuada
Valore la facilidad de navegación para ejecutar las tareas
en la herramienta de autor.
Valore el uso de las estrategias de aprendizaje ofrecidas
por la herramienta de autor.
204
�Quinto Encuentro
Caso 1
Cuantas veces necesitó de otros para realizar una acción debido a que
no encontró en la ayuda la explicación adecuada
Valore la facilidad de navegación para ejecutar las tareas en la
herramienta de autor.
Valore el uso de las estrategias de aprendizaje ofrecidas por la
herramienta de autor.
ninguna
bastante
adecuada
Como valoras el dominio de las acciones realizadas
frecuentemente
bastante
adecuada
Frecuencia con que es consultada la ayuda
A veces
Encuentro final
I-. Valore (en el rango de 1-5, donde 1 equivale al menor valor y 5 equivale al mayor
valor) en qué medida favorecieron la realización del curso los siguientes recursos de la
herramienta de autor utilizada:
Caso 1
Caso 2
Caso 3
El asistente sobre el modelo pedagógico tecnológico UAC
4
5
5
El conocimiento de las estrategias de aprendizaje del proceso
3
3
3
Las ayudas y orientaciones sobre la producción de un curso
5
5
5
La facilidad de uso de la herramienta de autor.
5
5
5
II-. El aprendizaje sobre el proceso de producción de cursos, después de utilizar la
herramienta de autor.
Caso 1
Caso 2
Caso 3
5
5
5
Aprendizaje
III-.Acciones realizadas para la producción del curso.
Caso1
Caso 2
Caso3
Caracterizarlo.
1
1
1
Elaborar glosario.
1
1
0
Caracterizar estudiantes.
1
1
1
Elaborar los módulos de acuerdo a los objetivos.
1
1
1
Determinar los recursos necesarios.
1
1
1
Elaborar los objetivos.
1
1
1
1
1
1
0
1
0.5
1
0
1
1
1
1
0.5
1
0
Diseñar la estructura.
Elaborar guiones multimedia.
Realizar la comprensión del modelo pedagógico
Evaluar el curso.
Legalizarlo.
205
�Anexo III-12. Informe del Estudio de casos #1
Caso1
Es licenciada en educación, en matemática y computación, actualmente profesora de
la Escuela Nacional de Tropas Especiales “Baraguá” un Centro de Educación Superior
militar, con 7 años de ejercicio de la profesión. Su experiencia en la elaboración de
materiales educativos en formato digital y de cursos, así como su desempeño en el
uso de las TIC en el proceso de enseñanza aprendizaje se diagnosticaron por el
Instrumento II (Anexo II-6)
Tiene una experiencia muy adecuada en la elaboración de materiales educativos y en
el uso de las TIC en general, reflejada en la siguiente tabla.
Documentos.
3 Hipertexto (páginas Web).
3
Digitalización de
3 Edición de imágenes.
2
imágenes.
Digitalización de sonido.
2 Presentaciones.
3
Gráficos.
3 Confección de animaciones. 2
Elaboración de guiones.
1 Otros
3
Además dice haber elaborado pequeños tutoriales en el sistema de programación
Delphi.
Donde:
1. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
2. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
3. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
También tiene experiencia en el uso de varias herramientas informáticas:
¾ Procesadores de texto.
¾ Editores gráficos
¾ Tabuladores electrónicos
¾ Herramientas de autor.
Posee buena preparación y habilidades en el uso de la tecnología requerida para
elaborar un curso en formato digital y por su formación debe poseer los conocimientos
pedagógicos necesarios.
Nunca ha realizado un curso en formato digital, ni conoce las acciones necesarias para
hacerlo, ni las metodologías y concepciones acerca del proceso de producción, según
nos informa el diagnóstico.
Actualmente cursa la maestría de “Ciencias de la educación” impartida en el CREA.
Como parte de su trabajo de tesis debe realizar un curso empleando el modelo
tecnológico pedagógico UAC, lo que nos permitió involucrarla en el estudio de casos.
Cuenta con una computadora en su centro, aunque tiene una gran carga de trabajo,
pues es la única profesora de informática, la otra está liberada. Muestra gran interés
por la experiencia a realizar aunque enfatiza el poco tiempo que puede dedicarle.
El proceso de elaboración del curso comenzó en el mes de abril del año 2007 y
culminó en noviembre del mismo año. No fue un proceso continuo, ya que durante ese
tiempo además de sus tareas, terminaba la maestría y estaba elaborando su tesis que
defendió satisfactoriamente en diciembre del 2007.
Fue la primera que emprendió la elaboración del curso, su trabajo fue de mucha ayuda
para subsanar algunos errores que persistían en la herramienta de autor, así como en
los asistentes y ayudas.
Transitó por todas las fases del proceso, en la etapa de familiarización realizó un uso
intensivo de los asistentes y ayudas para familiarizarse con el proceso de producción y
comprender el modelo pedagógico de UAC.
En los encuentros realizados a lo largo de la elaboración del curso, no necesitó ayuda
de otros al realizar la actividad valorando de muy buenas las orientaciones y ayudas
que brinda la herramienta, valoró de muy adecuados los procedimientos de
navegación e información al usuario para desarrollar las actividades necesarias para la
producción del curso.
206
�En varios de los primeros encuentros se dedicó tiempo parra analizar los posibles
errores de la herramienta de autor detectados y el análisis de posibles cambios para
mejorar sus características. Estos errores se corregían rápidamente, no obstante
influyó en sus evaluaciones.
En muy pocas ocasiones consultó las ayudas de las estrategias de aprendizaje del
proceso de producción. Hasta ese momento, para realizar esta operación había que
seleccionar una opción en el menú del software, hacía perder tiempo al usuario. A
partir de esta indicación se cambió por un menú contextual, una opción a la cual
pueden acceder de forma más rápida e intuitiva.
No obstante consultaba a menudo las orientaciones sobre el proceso de producción,
donde se exponían las acciones a realizar encada fase, entre ellas las que se
modelaban en las ayudas de las estrategias de aprendizaje. Es decir desconocía que
había realizado un conjunto de acciones que representaban una estrategia de
aprendizaje, las cuales obtenía del uso frecuente de la ayuda sobre el proceso de
producción del curso.
Las estrategias de aprendizaje a emplear en el curso si fueron consultadas con
frecuencia.
Aquí tenemos en cuenta el hecho de no negar que el control consciente de una
estrategia de aprendizaje puede ser más o menos explícito, ya que en algunos casos
puede suceder que parte de los componentes de la estrategia estén automatizados o
regulados de forma implícita.
También revela el carácter de sistema y de interrelación de la concepción revelada en
los asistentes y las ayudas de la herramienta.
Valoró de muy adecuado el dominio de las acciones realizadas para la elaboración del
curso según la concepción propuesta, el cual fue en aumento a medida que avanzaba
en su desarrollo, reflejado en el uso menos frecuente de la ayuda, lo cual es un
indicador del tránsito hacia una mayor independencia en el proceso.
En general, el uso de la ayuda fue frecuente durante el desarrollo del curso,
determinado por el carácter no continuo del proceso, aunque en la última fase que fue
mas concentrada esta frecuencia disminuyó.
Evolución del Caso1 por encuentro
5
4
3
2
1
0
Segundo
Tercero
Cuarto
No adecuado / Nunca
Poco adecuado
Adecuado / A veces
Muy adecuado
Bastante adecuado /
Frecuentemente
Frecuencia
consulta
ayuda
Dominio de
las
acciones
Uso de las
estrategias
Facilidad de
navegación
Necesitó de
otros
Quinto
12345-
207
�Entrevista final
Se aplicó el instrumento del Anexo III-9 como base del encuentro. Valoró de muy
adecuado el asistente sobre el modelo UAC, alegando algunos elementos de carácter
conceptual que pudo superar a partir de los ejemplos que proporciona la herramienta.
Tampoco consultó frecuentemente las estrategias de aprendizaje sobre el proceso de
producción, pero realizó un uso muy adecuado de las que necesitaba incluir en el
curso.
Valora en su mayor valor la medida en que favorecieron su actividad la facilidad de
uso de la herramienta de autor y las ayudas y orientaciones sobre la producción del
curso.
También es muy significativa su autoevaluación del aprendizaje sobre la producción de
cursos adquirido en el propio proceso a partir de las ayudas, orientaciones y
asistentes, el cual evalúa de muy adecuado. Esta evaluación también se ve reflejada
en el último tópico tratado en la entrevista sobre las acciones que realizó para
elaborar el curso. En este caso se realizaron todas excepto la relacionada con guiones
multimedia.
Considera que no está preparado para escribir el orden de la historia necesario para
que el especialista entienda su solicitud. Por otra parte incluye solo dos animaciones
realizadas por ella y una pequeña sesión multimedia elaborada por otro profesor. Por
tanto no hubo una gran necesidad de utilizar esta opción.
5
4
1234-
No adecuado
Poco adecuado
Adecuado
Muy adecuado
5- Bastante adecuado
3
2
1
Aprendizaje
Facilidad de
uso
Ayudas y
orientaciones
Conocimiento
de las
estrategias
El asistente
0
El curso elaborado se nombra: Desempeño creativo en el uso de las TIC y fue
evaluado por su tutor y un grupo de expertos para la discusión de su tesis de maestría
de muy adecuado.
Autoinforme del Caso1
Trabajé en ocasiones con las ayudas relativas a la herramienta, ya que de antemano
conocía algo del modelo. Me sirvieron en la elaboración de los enlaces en las
estrategias de aprendizaje, observaba los ejemplos y realizaba mis propios enlaces,
cuando el usuario que es mi caso trabaja con la herramienta por primera vez,
prácticamente está obligado a conocerla a través de la ayuda, para después tener
desarrolladas las habilidades necesarias para el trabajo con la misma; una vez así
poder crear otros cursos sin necesidad de la ayuda o de otras herramientas que brinda
la aplicación de autor.
Aunque tenía alguna noción de cómo trabajar con el modelo UAC, a la hora de trabajar
con la herramienta tuve que orientarme en la búsqueda de respuestas a interrogantes
que en alguna medida, necesité para completar el trabajo con el curso que me
ocupaba. Creo que existen detalles del modelo que son muy propios de él, que se
208
�deben estudiar con la ayuda de ejemplos u otros documentos, para que exista fluidez
en el uso de la herramienta.
Todas las orientaciones favorecieron la autosuperación en el modelo UAC, también en
el uso de la herramienta de autor y claro está que profundizó mis conocimientos de
las concepciones para la producción de cursos y de otros que están en proyecto; esta
es la relación que está estrechamente vinculada, que nos se puede ver indistintamente
por separado, cada una conduce a la otra. La herramienta es de fácil manipulación,
sus ayudas están asequibles para cualquier usuario que tenga un mínimo
conocimiento de informática, lo que en cierto enfoque se deben estudiar algunas
concepciones del modelo UAC, ya que es un modelo pedagógico y tecnológico, lo que
hace que se necesite una actualización sistemática en aspectos del estudio del mismo.
Las estrategias de aprendizaje desarrolladas dentro del contenido del curso, desde los
objetivos generales hasta el último de los ejercicios desarrollados en la sección retos
brindan conocimientos para que el cursante desarrolle sus propias estrategias de
autoaprendizaje, logrando que se apropie de los conocimientos necesarios para seguir
adelante con la tarea de lograr obtener un producto lo más acabado posible. Las
mismas nos brindaron un excelente ahorro de tiempo en la elaboración del curso, ya
que fueron de gran utilidad únicamente realizando los vínculos establecidos a ellas.
Este aspecto fue uno de los más difundidos dentro de la elaboración del curso, ya que
una de las características del modelo UAC, es favorecer la autoeducación a través del
desarrollo de estrategias de aprendizaje.
Es claro que a partir de la herramienta de autor, se pueden elaborar otras que faciliten
la elaboración de otros cursos, pero en otros modelos de interés general para la
universalización de la educación superior, sería de gran utilidad, tanto en tiempo como
en beneficio y costo. Siempre que el programador esté en condiciones de estudiar las
concepciones de otros modelos y hacer llegar al cliente la que se necesite para su
desarrollo como profesional, dentro del proceso docente educativo. Cada herramienta
nueva que se elabore contribuirá al perfeccionamiento de nuevos cursos, teniendo
presente que los educadores y los educandos tienen la honrosas misión
de
autosuperarse en cuanto tema de interés se muestre relevante para su desarrollo
general integral, sin olvidar su desarrollo tecnológico requiere de actualización y
superación permanente.
Una vez que los usuarios que utilizan las herramientas para la elaboración de nuevos
cursos tengan desarrolladas las habilidades necesarias para producir cursos será muy
fácil encaminarse en nuevas herramientas.
209
�Anexo III-13. Informe Estudio de caso #2
Caso2
Licenciada en Psicología, actualmente trabaja como profesora en el CREA, Cujae, con
4 años de desempeño en la profesión. Su experiencia en la elaboración de materiales
educativos en formato digital y de cursos, así como su desempeño en el uso de las TIC
en el proceso de enseñanza aprendizaje se diagnosticaron por el Instrumento II
(Anexo II-6)
Tiene una experiencia adecuada en la elaboración de materiales educativos reflejada
en la siguiente tabla.
Documentos.
3 Hipertexto (páginas Web).
2
Digitalización
de 3 Edición de imágenes.
2
imágenes.
Digitalización de sonido.
2 Presentaciones.
3
Gráficos.
3 Confección de animaciones. 1
Elaboración de guiones.
1
Donde:
1. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
2. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
3. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
El uso de herramientas informáticas se concentra en procesadores de texto. Como
resultado sus habilidades en el uso de la tecnología requerida para elaborar un curso
en formato digital son solo adecuadas. Por otra parte por su formación debe poseer
los conocimientos pedagógicos necesarios para enfrentarse a la tarea.
Ha realizado entre 2 y 5 cursos para la plataforma Microcampus, mientras ejercía en la
Universidad Agraria de la Habana, con las mismas deficiencias que presentaron los
profesores del ISMMM en el diagnóstico realizado en esa institución donde se implantó
la misma plataforma de gestión de cursos. Por lo que en la realización de los mismos
no se ha apoyado en grupos de producción ni en herramientas de autor, simplemente
ha subido a la plataforma conferencias, tareas y evaluaciones en formato digital
elaboradas en un procesador de texto. Las acciones que dice haber realizado en el
proceso son:
¾ Caracterizar el curso.
¾ Caracterizar a los posibles estudiantes.
¾ Elaborar los objetivos del curso.
¾ Elaborar los módulos de acuerdo a los objetivos.
Por tanto tenemos una profesora con pocas habilidades en el uso de las TIC y que
tiene formación pedagógica, la involucramos en el estudio debido a que tenía en
proyectos realizar un curso de comunicación en el modelo UAC.
Cuenta con una computadora en su centro de trabajo de su uso personal, aunque está
muy ocupada, debido a que ha tenido que asumir la carga de otro profesor. Muestra
gran interés por la experiencia a realizar aunque enfatiza el poco tiempo que puede
dedicarle.
El proceso de elaboración del curso comenzó en el mes de abril del año 2007 y
culminó en diciembre del mismo año. No fue un proceso continuo, refiere que ni
siquiera pudo dedicarle un tiempo cada semana.
Comenzó la elaboración del curso con la fase de familiarización, apoyándose en los
asistentes y ayudas para familiarizarse con el proceso de producción, la herramienta
de autor y comprender el modelo pedagógico de UAC.
La fase de Análisis del problema educativo no fue desarrollada en toda su magnitud
debido a que el curso se había impartido en forma presencial. El esfuerzo mayor
estaba en trasformar las tareas y estrategias educativas según el modelo a emplear.
210
�Evolución por encuentro del Caso2
5
4
3
Segundo
2
1
Cuarto
Tercero
Frecuencia
consulta
ayuda
Dominio de
las
acciones
Uso de las
estrategias
Facilidad
de
navegación
Necesitó
de otros
0
1- No adecuado / Nunca
2- Poco adecuado
3- Adecuado / A veces
4- Muy adecuado
5- Bastante adecuado /
Frecuentemente
En los encuentros realizados a lo largo de la elaboración del curso, necesitó en
ocasiones de la ayuda de otros al realizar la actividad, precisamente en dos de los
encuentros sostenidos aclaramos algunas dudas sobre como introducir la bibliografía y
sobre las estrategias de aprendizaje. Valoró de de muy buenas las orientaciones y
ayudas que brinda la herramienta, y de muy adecuados los procedimientos de
navegación e información al usuario para desarrollar las actividades necesarias en la
producción del curso, donde se desarrolló una estructura muy buena de lo general a lo
particular, con interrelaciones entre los temas, en conclusiones muy operativa.
Valoró de muy adecuado el dominio de las acciones realizadas para la elaboración del
curso según la concepción propuesta lo cual contribuyó a su auto aprendizaje, es
cierto que hay varias que necesitan todavía de mayor ejecución. No efectuó una
consulta frecuente de las estrategias de aprendizaje del proceso de producción, pero sí
de las necesarias para incorporar al curso, aludiendo que estás son más generales y
contribuyen a la apropiación de las otras.
El uso de la ayuda en general fue frecuente durante el desarrollo del curso,
determinado por el carácter no continuo del proceso y por la falta de habilidades en el
uso de herramientas informáticas. No obstante mostró una mayor independencia con
la evolución del curso.
Entrevista final
Este encuentro estuvo fundamentado en el instrumento del Anexo III-9. Su opinión
acerca del asistente sobre el modelo UAC fue muy favorable, la más utilizada y que
ayudó muchísimo en la elaboración del curso, la evalúa de muy completa. No consultó
frecuentemente las estrategias de aprendizaje sobre el proceso de producción, pero
realizó un uso muy adecuado de las que necesitaba incluir en el curso valorando su
conocimiento en tres, según su punto de vista la ayudaron mucho, pero la apropiación
de ellas no fue homogénea utilizó algunas mucho más que otras y necesita de más
tiempo para llegar a apropiarse de ellas. También refiere que mediante su estudio
incorporó nuevos elementos a su quehacer profesional.
211
�5
4
3
1234-
No adecuado
Poco adecuado
Adecuado
Muy adecuado
5- Bastante adecuado
2
1
Aprendizaje
Facilidad de
uso
Ayudas y
orientaciones
Conocimiento
de las
estrategias
El asistente
0
Valora en su mayor valor la medida en que favorecieron su actividad la facilidad de
uso de la herramienta de autor y las ayudas y orientaciones sobre la producción del
curso.
Esta evaluación también se ve reflejada en el último tópico tratado en la entrevista:
Cuáles de las acciones que se diagnosticaron en el inicio realizó para elaborar el curso.
En este caso se ejecutaron todas excepto realizar guiones multimedia. No aclara el
porqué, habiendo solicitado al grupo de producción del CREA de imágenes y una
animación.
En general valora de muy eficiente su aprendizaje sobre el proceso de producción de
cursos empleando la herramienta de autor, indica que aunque todavía le falta por
aprender, este curso ha representado un gran adelanto, y que el próximo curso que
realice encontrará otro profesor más formado.
El curso realizado se llamó Comunicación educativa, y fue evaluado de muy
satisfactorio por el CREA.
Autoinforme del Caso2
Curso de Comunicación educativa.
Durante el desarrollo del curso fue preciso consultar las ayudas, ejemplos y tutoriales
que ofrece la herramienta de autor en varias ocasiones. Para la producción del curso
considero que es muy importante revisar y consultar estas orientaciones pues nos
posibilitan producir el curso de forma más rápida y eficiente. De igual manera, nos
ilustra una serie de modelos y estrategias que conducen a elaborar resultados acordes
a la demanda del modelo tecnológico pedagógico sobre el que se sustenta la
herramienta.
Cuando comencé a producir el curso tenía algunas ideas aisladas sobre el modelo
tecnológico pedagógico UAC. Soy del criterio que a lo largo del desarrollo del curso he
ido aprendiendo muchas cosas de este modelo y he podido valorar cuáles son mis
puntos débiles y fortalezas a la hora de montar el mismo. Haciendo una valoración
general, aunque no creo que esté totalmente capacitada en el modelo, me siento
superada con respecto al inicio de la producción.
Por supuesto que estas orientaciones me han permitido autosuperarme en el uso de la
herramienta de autor. Con el quehacer continuo, a la hora de montar cada contenido
y/o elemento del curso, considero que me he ido superando y adiestrando en todo el
proceso, que anteriormente nunca había realizado esta actividad.
De manera general, el uso de todas las orientaciones contribuyó a desarrollar en mí
como profesora la concepción de elaboración del curso. En un principio era una
concepción muy limitada (cuando por primera vez me hablaron del modelo UAC). No
tenía ni la más mínima idea de cuánto podía un modelo potenciar el autoaprendizaje
212
�del estudiante. De hecho, las propias concepciones del modelo influyeron en la
reestructuración de los contenidos del curso, que había sido impartido en forma
presencial apoyándonos en algunos materiales digitales, pero sin una herramienta
tecnológica como es un curso en CD que contenga toda la información de que se
dispone.
Asimismo, los nuevos conocimientos del modelo tecnológico pedagógico y las
posibilidades que brinda la herramienta, me proporcionaron conocer y gestionar
personalmente la producción de este curso, ya que nunca me había enfrentado a esta
experiencia.
El uso de estrategias de aprendizaje proporcionó una ayuda importante a la hora de
proceder a la elaboración de diferentes partes del curso. Fueron muy consultadas en la
elaboración de los temas pues es muy necesario revisarlas cuidadosamente cuando se
están concibiendo las actividades. Tanto profesor como estudiante deben tener
claridad de lo que se está hablando, pero en el docente pienso que es fundamental
pues es quien elabora la actividad que comprueba cuánto se ha aprendido. Por eso la
utilidad de las estrategias en este apartado es imprescindible. Algunas de las más
empleadas fueron: leer de manera comprensiva, caracterizar, valorar, plantear
ejemplos, explicar, elaborar fichas bibliográficas, entre otras.
Considero que el aprendizaje obtenido durante esta experiencia es positivo y tributará,
de hecho, en la elaboración de otros cursos ya sea en formato digital o no. Para el
caso de otros cursos en formato digital, soy del criterio que estudiando y apropiándose
del ABC fundamental del modelo pedagógico e interactuando directamente con la
herramienta y sus indicaciones de producción, nadie mejor que el propio docente para
ir montando sus conocimientos en el curso pues a medida que este transcurre, puede
ir realizando las adecuaciones pertinentes.
La herramienta es óptima para producir el curso en el modelo UAC. Me ha sido muy
útil para ir desarrollando todo el proceso. Además me ha proporcionado un
aprendizaje integrado de contenidos propios de la temática que ha habido que
adecuar, tecnología específica y elementos pedagógicos.
Anexo III-14. Informe Estudio de caso #3
Caso3
Este caso es una licenciada en Educación en la especialidad de Construcción de
Maquinaria graduada en 1993, desvinculada de la educación por algún tiempo y
actualmente Profesora Instructor Adjunto en la Sede Universitaria Municipal del
Cotorro y trabajadora del Joven Club de computación y Electrónica. Cuenta con 19
años de experiencia en la profesión. Actualmente cursa la maestría de amplio acceso
en Tecnología Educativa. Su experiencia en la elaboración de materiales educativos en
formato digital es la siguiente:
Documentos.
3 Hipertexto (páginas Web).
2
Digitalización
de 1 Edición de imágenes.
2
imágenes.
Digitalización de sonido.
1 Presentaciones.
3
Gráficos.
3 Confección de animaciones. 1
Elaboración de guiones.
1
Donde:
1. Ninguna: No lo ha realizado nunca.
2. Alguna: Siempre ha necesitado ayuda de otros para realizarlos.
3. Buena: Cuando ha realizado varios sin ayuda de otros.
Expresa tener experiencia en el uso de los procesadores de textos y en los tabuladores
electrónicos como herramientas informática. Como resultado sus habilidades en el uso
de la tecnología requerida para elaborar un curso en formato digital son solo
adecuadas y su formación en ciencias pedagógicas es limitada. Nunca ha realizado un
213
�curso en formato digital, aunque reconoce como acciones que deben realizarse para
ello:
¾ Diseñar la estructura del curso.
¾ Elaborar los objetivos.
¾ Elaborar los temas de acuerdo a los objetivos.
Cuenta con una computadora en su centro de trabajo de su uso personal. Muestra
gran interés por la experiencia a realizar aunque destaca el poco tiempo que tiene,
porque además de la doble tarea, Joven Club-SUM, debe preparar y discutir la tesis de
su maestría. Negociamos y aceptamos que realice el curso sin incluir las tareas de los
temas.
El proceso de elaboración del curso comenzó a finales de mayo, fue interrumpido por
enfermedad un mes y medio y culminó en septiembre del 2007.
Comenzó la elaboración del curso con la fase de familiarización en la que realizó un
uso intensivo de los asistentes y ayudas para familiarizarse con el proceso de
producción, la herramienta de autor y comprender el modelo pedagógico de UAC, en
este caso no había ninguna experiencia anterior fuera del enfoque tradicional.
Apropiarse de las características del nuevo modelo pedagógico fue una tarea difícil,
que llevó a feliz término apoyada en el asistente.
Evolución por encuentro del Caso3
5
4
3
Segundo
Tercero
2
1
1- No adecuado / Nunca
2- Poco adecuado
3- Adecuado / A veces
4- Muy adecuado
5- Bastante adecuado /
Frecuentemente
Frecuencia
consulta
ayuda
Dominio de
las
acciones
Uso de las
estrategias
Facilidad
de
navegación
Necesitó
de otros
0
En los encuentros realizados mostró algunas dudas sobre el modelo que fueron
aclaradas, valorando de muy buenas las orientaciones que brinda la herramienta, y de
muy adecuados los procedimientos de navegación e información al usuario para
desarrollar las actividades necesarias en la producción del curso.
Estimó de muy adecuado el dominio de las acciones realizadas para la elaboración del
curso según la concepción propuesta, y realizó una consulta frecuente de las
estrategias de aprendizaje del proceso de producción y de las necesarias para la
realización del curso las cuales favorecieron su autoaprendizaje en el proceso
facilitándole la elaboración del curso.
El uso de la ayuda en general fue muy frecuente, determinado por el carácter continuo
del proceso, aunque en la última fase que fue mas concentrada esta frecuencia
disminuyó.
Entrevista final
Se aplicó el instrumento del Anexo III-9 como base del encuentro. Valoró en su mayor
valor la medida en que:
¾ El asistente sobre el modelo pedagógico tecnológico UAC.
¾ El conocimiento de las estrategias de aprendizaje del proceso.
¾ Las ayudas y orientaciones sobre la producción de un curso.
¾ La facilidad de uso de la herramienta de autor.
Favorecieron la realización del curso.
214
�5
4
1- No adecuado
2- Poco adecuado
3- Adecuado
4- Muy adecuado
5- Bastante adecuado
3
2
1
Aprendizaje
Facilidad de
uso
Ayudas y
orientaciones
Conocimiento
de las
estrategias
El asistente
0
También valoró muy favorablemente su aprendizaje sobre el proceso de producción
del curso y las condiciones en que puede afrontar la tarea de nuevo. Realizó las
acciones en la elaboración del curso reflexionando sobre su planificación y control.
Quedaron sin realizar tres de las acciones consideradas fundamentales:
¾ Legalizar el curso.
¾ Elaborar el glosario.
¾ Elaborar guiones multimedia.
Estas acciones aunque no fueron realizadas si fueron estudiadas por medio de sus
estrategias de aprendizaje. Quedó fuera de su alcance la de los guiones multimedia.
Explica que no cree estar preparada para realzar esta labor, pero no sabe porqué.
La parte elaborada corresponde al curso: El uso de las TIC I, para apoyar el Programa
del MES para la preparación de graduados, egresados de la Educación Superior que
imparten actualmente docencia en la Universalización.
Fue evaluado por su tutor y un grupo de expertos para la discusión de su tesis de
maestría de muy adecuado.
Autoinforme del Caso3.
En general el trabajo con la herramienta de autor en la elaboración del curso con el
modelo UAC fue muy positiva, en mi caso fue fundamental para esta tarea.
La ayuda, las estrategias y los asistentes brindan una explicación minuciosa y muy
detallada desde el punto de vista metodológico para el tipo de curso que se quiere
elaborar teniendo en cuenta la finalidad del mismo. Por lo que fueron de gran ayuda
para llevar a cabo la tarea de elaborar el curso. Fueron frecuentemente consultadas
durante casi todo el proceso.
El uso de la ayuda sobre el modelo tecnológico pedagógico UAC favoreció la
autosuperación en el modelo no solo desde el punto de vista de la estructuración del
diseño del curso, sino también para el tratamiento didáctico del contenido a utilizar en
el modelo.
La ayuda sobre las estrategias de aprendizaje también fue muy usada, ayudan a llevar
a cabo muchas de las cuestiones a realizar y que a veces desconocemos. Por otra
parte la forma en que están redactadas me parece que facilitan saber como utilizarlas
y para que sirven.
También fueron de gran ayuda en la autosuperación en el uso de la herramienta de
autor, haciéndola más asequible para su interpretación.
Consideramos además que estas ayudas contribuyeron a incrementar nuestro
conocimiento sobre las concepciones para la producción del curso ya que demostró
más efectividad en el manejo de las concepciones para la elaboración del curso.
En general podemos decir que la herramienta de autor es muy fácil de usar y la forma
en que se presentan las ayudas y los asistentes contribuyen grandemente a realizar el
curso en el modelo antes mencionado.
215
�Consideramos que realmente contribuye a la autosuperación del profesor en los temas
tratados.
Anexo III-15. Informe de estudio de casos
Informe del Estudio de casos para evaluar la concepción para favorecer la
actividad independiente en el proceso de producción de cursos en formato
digital.
La irrupción de las TIC en los procesos formativos debido a sus potencialidades,
implican nuevas y distintas formas de vincularse con las tecnologías, la información y
las personas que son potencialmente significativas; en dependencia de las
intencionalidades y de las condiciones para su uso.
Esta aplicación constituye hoy un campo emergente de gran dinamismo que necesita
un uso innovador, reflexivo y pedagógico. Entre los cambios introducidos por el uso de
estás tecnologías en la educación están las acciones que realiza el profesor para
elaborar un curso. La respuesta a esta problemática ha estado centrada en la
mediación entre el profesor y el curso de un equipo de especialistas o de aplicaciones
informáticas.
A este proceso de elaboración del curso en estas condiciones se le conoce como
producción del curso.
En la actualidad, el aumento de la demanda de la Teleformación, y diversos problemas
en su eficiencia determinados en muchas ocasiones por la calidad y adecuación de los
materiales educativos en formato digital a incluir en el curso demandan una mayor
incorporación de los profesores a este proceso, para lo cual necesitan de una
formación que les permita cierta independencia en el proceso.
Como una vía para solucionar esta problemática se elaboró una concepción para
favorecer la actividad independiente de los profesores en este proceso, basada en su
autoeducación y apoyada en una herramienta de autor.
Para aprender sobre este proceso y evaluar la influencia de la concepción en la
consecución del curso se establece este estudio de casos.
El camino propuesto se orienta a desarrollar estudios de caso instrumentales, que se
distinguen porque se definen en razón del interés por conocer y comprender un
problema más amplio a través del conocimiento de un caso particular. El caso es la vía
para la comprensión de algo que está más allá de él mismo, para iluminar un
problema o unas condiciones que afectan no sólo al caso seleccionado sino también a
otros (Stake, 1998). Pero, también requiere del análisis del mismo para poder generar
conocimiento, aprendizaje y valorar la concepción en los temas seleccionados.
Este estudio tiene como objetivos educar en el conocimiento del proceso y comprobar
la efectividad de la concepción elaborada para favorecer la actividad independiente del
profesor en el proceso de producción de cursos en formato digital.
Cuestiones a investigar
¾ Influencia de las ayudas ofrecidas por la herramienta de autor en la
comprensión del objeto, y la selección de las alternativas necesarias de
acuerdo a las condiciones en que se desarrolla el proceso.
¾ Importancia de una visión conceptual del proceso de producción del curso y de
la comprensión del modelo pedagógico para enfrentarse a la actividad.
¾ Valorar la evolución del profesor y las acciones que realiza en la elaboración de
un curso, y si favorecen su actividad independiente.
Es un estudio de caso reducido, el cual se emprende antes de lanzar una investigación
a gran escala.
Se lograron incluir en la investigación tres profesores de distintos centros. Esta
particularidad no permitió utilizar la observación como elemento de recolección de
datos apoyándose en la entrevista, los cuestionarios y los autoinformes.
Parámetros a tener en cuenta en el estudio de casos.
¾ La fluidez los sujetos en la navegación al utilizar la herramienta de autor.
¾ Dominio de las estrategias de aprendizaje ofrecidas por la herramienta de
autor.
216
�Dominio de las acciones necesarias para elaborar un curso.
El número de veces que los asistentes, orientaciones y ayudas ofrecidas en la
herramienta de autor evitan solicitar ayuda a otros.
¾ Frecuencia con que es consultada la ayuda.
Criterios tenidos en cuenta para la selección de casos a incluir en la investigación.
¾ Conocimientos elementales de informática, trabajo con procesadores de texto.
¾ Disponer del tiempo necesario para dedicarlo al trabajo.
¾ Que pueda ser motivado por el proceso.
Para la recogida de datos se establecieron las siguientes fases.
1. Entrevista inicial.
¾ Explicación de la concepción y su finalidad.
¾ Diagnóstico mediante el Instrumento II.
¾ Importancia de su participación.
2. Entrevistas semiestructuradas.
3. Encuentro final
¾ Entrevista.
¾ Recogida de Autoinforme sobre el proceso realizado por los casos.
¾ Recogida y evaluación de los cursos realizados.
Primer encuentro
En la entrevista inicial se les revela la importancia de su participación explicando
brevemente el objetivo del estudio. En general primó un clima de entendimiento y
cordialidad contribuyendo a la motivación de los profesores.
Para diagnosticar sus conocimientos y habilidades en la producción de cursos se aplicó
el Instrumento II (Anexo II.6).
¾
¾
Experiencia en la elaboración de materiales educativos
3
2
Caso 1
Caso 2
Caso 3
1
Elaboración de
animaciones
Elaboración de
presentaciones.
Edición de
imágenes
Elaboración de
hipertextos
Elaboración de
guiones
Elaboración de
gráficos
Digitalización de
sonido
Digitalización de
imágenes
Documentos
0
Como se puede observar tienen experiencia en la elaboración de documentos, gráficos
y presentaciones, no así en los otros materiales educativos, donde el caso1 sobresale.
El orden de experiencia es: caso1, caso2 y caso3.
Excepto el caso1 que ha utilizado todas las herramientas mostradas en su trabajo y
además dice haber realizado pequeños tutoriales en un sistema de programación de
alto nivel; los demás han usado pocas herramientas informáticas, el caso 2 solamente
ha utilizado procesadores de texto. El orden es el siguiente caso1, caso3, caso2.
217
�Herramientas informáticas utilizadas
2
Caso 1
1
Caso 2
Caso 3
2 la ha utilizado
1 no la ha utilizada
0
Procesadores
de texto.
Editores
gráficos
Tabuladores
electrónicos
Herramientas
de autor
El caso2 es el único que ha elaborado algún curso en formato digital con la plataforma
Microcampus (En el capítulo dos se explica los inconvenientes de la aplicación de esta
plataforma en el ISMMM, cuestión que se ratifica en otro centro). Pero, al igual que los
otros no conoce de la existencia de metodologías y concepciones para la producción de
cursos.
Las acciones que reconocen necesarias realizar para la elaboración de un curso
también son mínimas.
El caso1 tiene una buena preparación tecnológica, cuestión en que supera al caso2 y
al caso3, pero estos a su vez tienen una mejor preparación pedagógica. En esta
situación el caso de menos preparación es el caso3, debe ser el que más necesite de
las orientaciones y los asistentes de la herramienta de autor.
Suponemos que los tres casos en la interacción con la herramienta de autor estén en
condiciones de elaborar el curso. En este proceso las ayudas no provienen
directamente de un profesor o compañero más capaz, sino mediante guías,
orientaciones y asistentes de la herramienta de autor orientados a la autoeducación
del sujeto.
Es fundamental distinguir entre las posibilidades que se ofrecen y la utilización real
que hacen de ella los casos.
Recogida y análisis de los datos
La recogida de datos se realizó a partir de varias entrevistas semiestructuradas. En el
Anexo III-12 se ofrecen los resultados de las entrevistas y encuentros realizados.
Todos los casos comenzaron el desarrollo del curso en la fase de familiarización con un
uso más o menos intensivo de las ayudas y asistentes para conocer acerca del proceso
de producción y sobre el modelo pedagógico a emplear. Excepto para el caso1, fue un
proceso con cierta lentitud para familiarizarse con la navegación planteada por la
herramienta de autor. También el caso1 fue el único que no necesitó de otros para
desarrollar todo el proceso. Los demás evacuaron sus dudas en los encuentros
bilaterales, fundamentalmente relacionados con la interpretación de las ayudas.
El caso1 realizó todas las fases del proceso para elaborar el curso, su estudio de todas
las fases del proceso de producción de cursos en el asistente, permitió que elaborara y
aprendiera una serie de acciones que no formaban parte de los métodos anteriores
que usaba para realizarlo y que fueron controladas concientemente por él lo cual
favoreció su actividad independiente.
Por su parte el caso2, la fase de análisis fue más corta ya que el curso se había
desarrollado en forma presencial. Para el caso3 hubo fases que se realizaron solo
parcialmente.
Como se puede apreciar en los encuentros realizados y en los informes individuales el
progreso de cada uno estuvo en dependencia del diagnóstico inicial. Los casos dos y
218
�tres necesitaron de más tiempo que el uno para dominar las habilidades necesarias
para navegar con soltura en la herramienta de autor.
Sin embargo el caso2 fue el que acusó una mejor comprensión del modelo pedagógico
y sus finalidades.
Valoran de muy buenas las orientaciones y ayudas que brinda la herramienta, y de
muy adecuados los procedimientos de navegación e información al usuario para
desarrollar las actividades necesarias en la producción del curso, desarrollada con una
estructura muy buena de lo general a lo particular. Aunque no se mantuvieron los
mismos ritmos.
El caso3 necesitó mucho más de las ayudas que los otros, en correspondencia con el
diagnóstico realizado. El caso2 también necesitó mucho de la ayuda referente al
proceso de producción y el caso1 la ayuda sobre el modelo pedagógico.
Valoran de muy adecuado el dominio adquirido de las acciones realizadas para la
elaboración del curso según la concepción propuesta lo cual contribuyó a su
autoaprendizaje. Durante la elaboración del curso se formaron componentes nuevos
de la actividad o se aplicaron en nuevas condiciones favoreciendo su actividad
independiente.
El caso1 y el caso2 no efectuaron una consulta frecuente de las estrategias de
aprendizaje del proceso de producción, pero sí de las necesarias para incorporar al
curso, aludiendo que estás son más generales y contribuyen al desarrollo de las otras.
El caso3 si hizo un uso frecuente de todas. Su consulta permitió una mayor reflexión
sobre las acciones a realizar favoreciendo su autoaprendizaje en el proceso y
facilitando la elaboración del curso.
Todos los casos necesitaron de otros, en el proceso. El caso1 incluyó algunos
elementos multimedia elaborados por otro profesor y por él mismo. El caso2 solicitó
ayudas al grupo de producción del CREA con algunas imágenes y una animación.
Encuentro final
Se realizó también como una entrevista semiestructura. Donde además, entregaron
los cursos realizados y el autoinforme del proceso.
Facilidad de uso
Ayudas y
orientaciones
Caso3
Caso2
Conocimiento de las
estrategias
Caso1
El asistente
0
1
2
3
4
5
En general evalúan con el mayor valor el asistente sobre el modelo pedagógico
Tecnológico UAC, las ayudas y orientaciones sobre la producción de un curso y la
facilidad de uso de la herramienta de autor. El conocimiento de las estrategias de
aprendizaje es evaluado de regular por diferentes razones en cada caso.
El caso1 evalúa de regular el desarrollo de las estrategias de aprendizaje del proceso
de producción del curso porque según su propio testimonio, no las revisó lo suficiente,
al contrario de las que debía utilizar para elaborar el curso. El análisis de su
autoinforme y en los encuentros realizados se demuestra un mayor desarrollo que el
declarado. La consideración de que leyendo las estrategias de aprendizaje modeladas
para su apropiación es más importante que realizar las acciones y procedimientos
necesarios para llevarlas a cabo es una idea errónea.
219
�El caso2 plantea que aunque las conoce y sabe para que se usan, todavía necesita de
una mayor ejecución para desarrollar las mismas con la calidad necesaria. En lo cual
tiene toda la razón, es imposible que en al realizar un solo curso adquiera y desarrolle
todas las estrategias necesarias para llevarlo a cabo. Reconoce sentirse superado en el
proceso.
El caso3 alude que “la ayuda sobre las estrategias de aprendizaje también fue muy
usada, ayudan a llevar a cabo muchas de las cuestiones a realizar y que a veces
desconocemos. Por otra parte la forma en que están redactadas me parece que
facilitan saber como utilizarlas y para que sirven”. No obstante considera que el
dominio que tienen sobre ellas es regular. Es decir, en general evalúan el desarrollo de
las estrategias de aprendizaje de regular.
Aunque esta afirmación satisface los objetivos de la investigación, en los encuentros
realizados y sus autoinformes nos indican un desarrollo mayor: determinaron del
objetivo o meta de la estrategia (¿qué se pretende conseguir con ella?), seleccionaron
de una vía para alcanzar este objetivo a partir de los recursos disponibles y de la
situación concreta (¿cómo se pretende conseguirlo?), la pusieron en práctica
ejecutando las acciones que la componen y evaluaron (procesal y final) del logro de
los objetivos fijados, a través de la autoevaluación de la tarea planteada (Castellanos
y otros, 2001).
Realizaron acciones para adquirir información, y desplegaron métodos de acción, que
implicaron control, intencionalidad, compromiso y responsabilidad sobre el proceso de
aprendizaje, logrando al mismo tiempo una comprensión significativa del contenido a
aprender. Además reconocen que no solo comprendieron como realizar el curso, sino
además el saber hacer; correlacionaron los métodos y conocimientos a emplear.
El nivel de desarrollo de estas acciones es quién determina el carácter exitoso de esta
actividad.
Todos los casos valoran el aprendizaje adquirido sobre el proceso de producción de un
curso en formato digital y las cuestiones afines de bastante adecuado. Realizaron el
curso con una práctica reflexiva sobre su propio aprendizaje, precisando sus objetivos,
analizando que necesitan para lograrlos, controlando el proceso y evaluándolo para
perfeccionarlo, proceso en el cual elaboraron o aprendieron una serie de acciones que
no formaban parte de los métodos que usaba anteriormente y que son controlados
concientemente por ellos. Lo que favoreció su actividad independiente y
su
autoeducación.
El resultado más importante del estudio fue la elaboración de los cursos por parte de
los profesores, requiriendo un mínimo de ayuda, con una calidad adecuada. Mostró
que la concepción elaborada permite que los profesores realicen un conjunto de
acciones que favorecen su actividad independiente en el proceso, aprendiendo a la vez
que realiza su curso, apoyado en orientaciones y asistentes que incluye la herramienta
de autor, sin descartar la ayuda de otros. Que durante el proceso puede apropiarse no
solo de modos de hacer sino también de motivaciones y actitudes hacia el propio
aprendizaje que favorecen su autoeducación.
220
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
Title
A name given to the resource
Tesis
Text
A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text.
Dublin Core
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Title
A name given to the resource
Concepción teórico-metodológica para favorecer la actividad independiente del profesor en la producción de cursos en formato digital
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
José Luis Montero O’ Farril
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2008
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/73add314863f359436443310de1474b7.pdf
d5c469c4c43737e14dc11b10472e42d1
PDF Text
Text
Tesis Doctoral: CIENCIAS GEOLÓGICAS
Modelación de los contenidos de hierro
en yacimientos lateríticos heterogéneos
de Níquel y Cobalto. Caso de estudio,
yacimiento Moa Oriental
ADRIAN MARTÍNEZ VARGAS
Moa 2006
www.ismm.edu.cu/edum
�REPÚBLICA DE CUBA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA
TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS GEOLÓGICAS
AUTOR: ING. ADRIAN MARTÍNEZ VARGAS
TUTORES: DR. ARÍSTIDES ALEJANDRO LEGRÁ LOBAINA
DR. LEÓN ORTELIO VERA SARDIÑAS
SUPERVISOR: DR. SERGE SEGURET
MOA, 2006
�AGRADECIMIENTOS
Este trabajo fue realizado en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, Cuba,
y en el Centro de Investigación y Postgrado en Geoestadística de la Escuela de Minas
de París, Francia, gracias al financiamiento de los programas ALBAN y CESMAT.
Por la parte cubana, se contó con la tutoría de los doctores Arístides Alejandro Legrá
Lobaina y León Ortelio Vera Sardiñas. El Dr. Serge Seguret, sirvió como supervisor
por parte del Centro de Geoestadística. También se contó con el visto bueno de
Gaëlle Le Loc’h, Jean-Paul Chilès y Didier Renard, de esta misma institución. El
Ing. Jorge Urra, especialista de la dirección de geología y minas de la compañía
minera Moa Nickel S.A., colaboró intensamente en varias etapas de la investigación.
A todas estas personas e instituciones les ofrezco mi más sincero agradecimiento.
El autor
i
�SÍNTESIS
En la minería de las menas lateritas ferro-niquelíferas de un sector del Yacimiento
Moa Oriental los contenidos de hierro se emplean para controlar la calidad de la
masa minera, pero este elemento químico cambia su comportamiento cuando se pasa
de un horizonte del perfil laterítico a otro, aumentando el error de los estimadores.
Para disminuir el error de estimación se crea un nuevo modelo matemático
multivariado que explica la desigual naturaleza de los contenidos de hierro en cada
litología, formado por una combinación lineal cuyos coeficientes se suponen
conocidos a priori y representan las proporciones de las litologías en las unidades de
selectividad minera. El estimador geoestadístico deducido a partir de este modelo
brinda resultados superiores a los obtenidos con el método tradicional; además,
permite desglosar los contenidos estimados de hierro por litología, lo que constituye
una mejora importante en la calidad de la información que brindan los modelos
utilizados para planificar la minería.
Este modelo presupone dos problemas adicionales, el primero está dado en que los
datos que lo describen son puramente heterotópicos y los variogramas cruzados
experimentales no están definidos en ese contexto, para modelarlos fue necesario
crear un nuevo procedimiento de ajuste interactivo. El segundo problema consiste en
obtener un método robusto para modelar las litologías en el perfil laterítico, esto se
logra empleando la simulación en el contexto gaussiano truncado, usada por primera
vez en los yacimientos de níquel y cobalto cubanos. Además, se expone de forma
teórica nuevas mejoras en este método, agregando variables auxiliares obtenidas con
georadar.
ii
�CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I
XI
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE INVESTIGACIONES
PRECEDENTES SOBRE LA MODELACIÓN Y OTROS TEMAS RELACIONADOS
1
I.I
1
Introducción
I.II
Geología de los yacimientos de menas lateritas
I.II.I
Generalidades sobre la geología de los yacimientos de menas ferro-niquelíferas
I.II.II
Geología de la región
2
7
I.III
Geología del yacimiento Moa Oriental
I.IV
La modelación de los yacimientos de menas lateríticas cubanos y su relación con
la prospección geológica, la minería y el proceso metalúrgico
I.V
2
12
20
Trabajos relacionados con la estimación de recursos y modelación matemática de
yacimientos lateríticos cubanos
22
I.V.I
Empleo de métodos geofísicos en los yacimientos de menas lateríticas cubanos
24
I.VI
Comentarios sobre el estado actual de la geoestadística en la esfera mundial
26
I.VI.I
La geoestadística como ciencia
I.VI.II
I.VII
27
Principales técnicas geoestadísticas y sus particularidades
Conclusiones
CAPÍTULO II
28
41
PARTE TEÓRICA: PROCEDIMIENTOS Y MÉTODOS PARA LA
MODELACIÓN
43
II.I
43
Introducción
II.II
II.II.I
Modelación de yacimientos lateríticos
Modelo geólogo-genético
43
44
II.II.II
Modelo geométrico
45
II.II.III
Modelo de bloques
47
II.III
Estimación de variables
47
II.IV
Modelo general propuesto
48
iii
�II.V
Estimación de los contenidos de los elementos químicos, según modelo propuesto 51
II.VI
Procedimiento para determinar el modelo de variograma multivariado, en el
caso de datos puramente heterotópicos
II.VI.I
55
Propiedades de los modelos multivariados de covarianza admisibles y ajuste del
sistema multivariado
II.VI.II
56
Criterios orientativos para la selección de los parámetros de las estructuras
cruzadas del modelo de variograma
58
II.VII
59
Estimación de las proporciones de las litologías en el volumen v
II.VIII
II.IX
Otros modelos
61
Conclusiones
CAPÍTULO III
63
MODELACIÓN DE LOS CONTENIDOS DE HIERRO EN UN
SECTOR DEL YACIMIENTO MOA ORIENTAL
65
III.I
65
Introducción
III.II
Análisis estadístico
III.II.I
67
Calidad de los datos
III.II.II
68
Estadística descriptiva general
69
III.II.III
Análisis estadístico de las litologías
70
III.II.IV
Análisis estadístico de los contenidos de hierro por litologías
72
III.III
Modelo geométrico
74
III.IV
Modelo matemático
77
III.IV.I
Análisis estructural
79
III.IV.II
Determinación de las proporciones de las litologías
III.IV.III
III.V
Estimación de los contenidos de hierro
Conclusiones
89
95
98
CONCLUSIONES GENERALES
100
RECOMENDACIONES
102
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
104
ANEXOS
111
Anexo I: Topografía
111
iv
�Anexo II: Relación entre los contenidos de los elementos químicos y las litologías
114
Regresión logística usando los datos de R66 y las litologías 2 y 3
114
Análisis discriminante usando R 66 y litologías 2 y 3
115
Análisis discriminante usando los datos de R33
116
Anexo III: Reconciliación de los datos
120
Igual precisión en los ensayos de los contenidos de los elementos químicos
120
Igualdad de criterios en la descripción de las muestras
121
v
�ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I.II.1 Composición química promedio de las cortezas de intemperismo de rocas ultramáficas de
Cuba Oriental según Lavaut, 1998
10
Tabla I.II.2 Composición mineralógica promedio de las cortezas de intemperismo de rocas
ultramáficas de Cuba Oriental según Lavaut, 1998, expresadas en porcentajes
11
Tabla I.III.1 Densidad de las menas limoníticas, según Menéndez, et al., 1990
16
Tabla I.III.2 Composición mineralógica de las menas limoníticas, según Menéndez, et al., 1990
16
Tabla I.III.3 Comportamiento de la densidad en las menas saprolíticas, según Menéndez, et al. 1990
16
Tabla I.III.4 Composición mineralógica de las menas saprolíticas, según Menéndez, et al., 1990
16
Tabla I.III.5 Composición química de las rocas del basamento en %, tomado de Gonzáles, 1991
17
Tabla III.I.1 Códigos litológicos
67
Tabla III.II.1 Resumen de la longitud de los intervalos de muestreo por campaña de exploración
69
Tabla III.II.2 Estadística descriptiva de los contenidos de hierro
70
Tabla III.II.3 Proporciones de las litologías
71
Tabla III.II.4 Resumen estadístico de los contenidos de hierro por litología
73
Tabla III.III.1 Estructuras probadas para el ajuste de la covarianza generalizada
76
Tabla III.III.2 Prueba para selección de las estructuras de covarianza, con vecindad de 200 m
77
Tabla III.IV.1 Descripción general de los modelos de variogramas multivariados
83
Tabla III.IV.2 Resultado de la validación cruzada, en términos de error
84
Tabla III.IV.3 Varianza de los errores expresados en valores reales y porcentaje (considerando A0 -8
y A Regularizado)
84
Tabla III.IV.4 Media de los errores expresados en valores reales y porcentaje (considerando A0 -8 y
A Regularizado)
85
Tabla III.IV.5 Modelo A4
86
Tabla III.IV.6 Modelo multivariado de los indicadores y los contenidos globales de hierro
90
Tabla III.IV.7 Resultados de la validación cruzada del krigeage de los indicadores
90
Tabla III.IV.8 Resultados de la estimación de las proporciones verticales
93
Tabla III.IV.9 Comparación entre los resultados de la estimación empleando el modelo propuesto y el
krigeage univariado de los contenidos de hierro
96
Tabla A. 1: Estadística descriptiva univariada de la cota de la boca de los pozos, separada por
campaña de exploración
112
Tabla A. 2: Resultados de la validación cruzada según diferentes combinaciones de datos
112
Tabla A. 3: Tabla de clasificación usando el modelo logístico binario con cutoff de 0.55
115
vi
�Tabla A. 4: Coeficientes de la función de clasificación
115
Tabla A. 5: Coeficientes discriminantes estandarizados
116
Tabla A. 6: Tabla de clasificación, entre paréntesis la probabilidad a priori empleada para clasificar
116
Tabla A. 7: Parámetros de las funciones discriminantes
116
Tabla A. 8: Coeficientes de la Función de Clasificación por litología
117
Tabla A. 9: Coeficientes discriminantes estandarizados
117
Tabla A. 10: Tabla de clasificaciones, entre paréntesis la probabilidad a priori
118
4
Tabla A. 11: Coordenadas de los centroides de cada grupo de litologías en el espacio R , representado
por las funciones discriminantes
118
Tabla A. 12: Estadística de los contenidos de hierro de las muestras localizadas entre las
profundidades -4 m y -8 m
121
vii
�ÍNDICE DE FIGURAS
Figura I.II.1 Perfil laterítico típico y contenidos promedio de elementos químicos, tomado de Elias,
2002
3
Figura I.II.2 Comparación esquemática de los perfiles lateríticos, modificado de Elias, 2002
5
Figura I.II.3 Esquema geológico de Cuba mostrando los afloramientos del cinturón plegado y del
neoautóctono (tomado de Iturralde-Vinent, 1996)
Figura I.II.4 Columna sintética ideal del complejo ofiolítico Moa-Baracoa según Proenza, 1997
8
9
Figura I.III.1 Mapa de bloques morfotectónicos de la región de Moa (tomado de Rodríguez, 1998) 12
Figura I.III.2 Esquema que muestra la variabilidad del fondo calculadas con ventanas móviles de 70 m
y las litologías simuladas en el contexto gaussiano truncado
13
Figura I.III.3 Esquema geológico del basamento del yacimiento Moa oriental (arriba) y del sector
estudiado (abajo), modificado de Cruz y Díaz, 2002
14
Figura I.III.4 Esquema geológico de la superficie del yacimiento Moa Oriental, tomado de Cruz y
Díaz, 2002.
15
Figura I.IV.1 Extracción por bancos, empleando el método retro-camión. Modificado de Belete, et al.,
2005
21
Figura I.V.1 Radargramas interpretados, arriba perfil filtrado, abajo el mismo perfil con filtro de
ventana móvil y operador coeficiente de variación (cortesía de la empresa Geominera de
Oriente)
26
Figura II.II.1 Esquema de modelo geométrico y de bloques de 8.33 x 8.33 x 3 m visto en perfil donde
se muestran: topografía, fondo del depósito y fondo desplazado cinco metros hacia abajo
46
Figura II.V.1 Esquema de discretización regular del bloque v, con dimensiones 8.33 x 8.33 x 3 m 53
Figura II.VI.1 Ejemplo de variograma cruzado y su modelo. En líneas discontinuas se representa el
límite de admisibilidad (modificado de Bleines, et al., 2004, p. 203)
58
Figura III.I.1 Esquema con ubicación geográfica del sector objeto de estudio.
66
Figura III.I.2 Plano de datos reales del área de estudio
67
Figura III.II.1 Histogramas de los contenidos de hierro en R 33
70
Figura III.II.2 Ejemplo de la posición típica de las litologías en el perfil y el comportamiento de los
elementos mayoritarios
71
Figura III.II.3 Media y varianza de los contenidos de hierro por litología
73
Figura III.II.4 Histograma de los contenidos de hierro separados por litología, empleando R 33
74
Figura III.III.1 Variograma no estacionario, calculado con un espaciado (lag) de 33.33 m y cuatro
direcciones
75
viii
�Figura III.III.2 MDT obtenido con krigeage IRF-k, empleando cotas de los pozos R33 y R66
77
Figura III.IV.1 Arquitectura del modelo de bloques; con líneas continuas gruesas se muestran los
paneles cuadrados centrados en R33, con línea fina la vista en planta de los bloques de
8.33x8.33x3.00m
78
Figura III.IV.2 Variograma experimental horizontal de los contenidos de hierro, de los datos plegados
(líneas discontinuas) y datos desplegados (líneas continuas)
Figura III.IV.3 Variogramas verticales, calculados a lo largo de la línea de los pozos
80
81
Figura III.IV.4 Localización de los datos, en círculos grises los datos jackknife, en negro los
empleados para estimar
82
Figura III.IV.5 Varianza de los errores en porcentaje y su suma (considerando los modelos A0 -8 y A
Regularizado)
85
Figura III.IV.6 Media de los errores en porcentaje y su suma (considerando los modelos A0 -8 y
ARegularizado)
86
Figura III.IV.7 Variograma experimental puramente heterotópico y modelo A4, en la dirección
horizontal
87
Figura III.IV.8 Variograma experimental puramente heterotópico y modelo A4, en la dirección
vertical
88
Figura III.IV.9 Variograma univariado del hierro, a la izquierda el horizontal, a la derecha el vertical
88
Figura III.IV.10 Curvas de proporciones verticales global, suavizada y completada a la izquierda y
original a la derecha
91
Figura III.IV.11 Plano de curvas de proporciones regionalizada, marcadas con x se representa la
global, con el signo + las locales y con ° las duplicadas
92
Figura III.IV.12 Vista, empleando selección de muestras, de las proporciones verticales calculadas en
la rejilla densa.
92
Figura III.IV.13 Variograma plurigaussiano horizontal, en línea discontinua el variograma indicador
experimental medio calculado por niveles, en línea continua el modelo obtenido por
combolución del variograma gaussiano
94
Figura III.IV.14 Variograma plurigaussiano vertical, en línea discontinua el variograma indicador
experimental medio calculado por niveles, en línea continua el modelo obtenido por
combolución del variograma gaussiano
94
Figura III.IV.15 Realización simulada no condicionalmente
94
Figura III.IV.16 Primera realización de la simulación gaussiana truncada, vista 3D seccionada
95
Figura III.IV.17 Proporciones de la litología L3 en los bloques v de 8.33 x 8.33 x 3 m, perfil YOZ a lo
largo de la línea 10730 E
95
Figura III.IV.18 Media de las 30 realizaciones de los contenidos de Fe(v), perfil YOZ a lo largo de la
línea 10730 E
96
Figura III.IV.19 Valores de Fe(v) estimado con krigeage univariado, perfil YOZ a lo largo de la línea
10730 E
97
ix
�Figura III.IV.20 Desviación estándar de 30 realizaciones de las diferencias de Fe(v) estimadas por
cokrigeage y krigeage, perfil YOZ a lo largo de la línea 10730 E
97
Figura III.IV.21 Desviación estándar de 30 realizaciones Fe(v) estimados por cokrigeage, perfil YOZ
a lo largo de la línea 10730 E
97
Figura III.IV.22 Probabilidad de Fe(v)>35%, perfil YOZ a lo largo de la línea 10730 E
97
Figura A. 1: Mapa del error medio absoluto estandarizado. Se obtuvo por interpolación (inverso al
cuadrado de la distancia) a partir de los errores calculados puntualmente en la posición de los
datos
113
Figura A. 2: Diagramas de dispersión 2D de los valores observados y sus centroides en función de las
funciones discriminantes
119
Figura A. 3: Histograma de los contenidos de hierro de las muestras localizadas entre las
profundidades -4 m y -8 m
121
Figura A. 4: Pozos adyacentes de diferentes campañas y la representación de los elementos
mayoritarios
123
Figura A. 5: Media de los contenidos de hierro separados por litologías y por redes de exploración 123
Figura A. 6: Variogramas de los contenidos de hierro para la litología 3 en R33, en R 16 y
variogramas para las litologías 3 y 4 en R16 y 66
x
124
�Introducción
La industria del níquel y el cobalto es una de las fuentes de ingreso más importantes
de Cuba; se nutre de las menas procedentes de varios yacimientos de cortezas
lateríticas, minadas a cielo abierto. Desafortunadamente los mejores depósitos han
sido prácticamente agotados, aún así, las empresas involucradas en esta industria
pretenden aumentar los volúmenes de producción, por lo que se enfrentan al reto de
“explotar con eficiencia yacimientos más complejos, menos potentes y más
variables”.
La minería se planifica con el objetivo de extraer racionalmente menas con las
cualidades que requieren las plantas metalúrgicas que las procesan; para el control de
dichas cualidades los contenidos de hierro constituyen uno de los parámetros más
empleados. La planificación se realiza a partir de modelos♣, pues el yacimiento real
no se conoce hasta que no es explotado. Por tal motivo, de la precisión y la calidad
de la información resultante del proceso de modelación depende en gran medida la
rentabilidad minera, tal y como se muestra en el esquema siguiente:
Criterios Metalúrgicos
Yacimiento
Resultados esperados y
alcanzados por la
metalúrgica
► Criterios Mineros
► Características del
◄ Planificación Minera ◄ Modelos del Yacimiento
Estos yacimientos son heterogéneos, con menas oxidadas y silicatadas, que tienen
una composición química y mineralógica contrastante y desigual distribución de los
elementos portadores útiles y nocivos. Por otra parte, el desigual comportamiento de
los elementos químicos mayoritarios (hierro, magnesio y sílice) en las distintas
clases litológicas provoca que el error de sus estimadores aumente, como
♣
Modelar en este caso se refiere al proceso de obtener ecuaciones matemáticas que expliquen el
comportamiento espacial de una variable y con ella estimar o simular los valores de la misma en un
soporte v determinado, donde v puede ser un punto o unidades de selectividad minera.
xi
�consecuencia de la mezcla de poblaciones estadísticas y geoestadísticas.
En la actualidad existe la tendencia de disminuir el volumen de la unidad de
selectividad minera. La primera empresa en el territorio que realizó cambios en este
sentido fue “Moa Nickel S.A.”, en sus minas se sustituyó el antiguo método de
extracción por área de influencia de los pozos de la red cuadrada de 33.33m por la
explotación en bancos, con unidades de selectividad de sección cuadrada de 8.33 m
de ancho y 3 m de altura. Dicho cambio presupone un uso más racional de los
recursos, pero trae aparejado un aumento del error de estimación local; este
fenómeno es perfectamente explicado por la teoría clásica de las geoestadísticas
lineales, la cual plantea que el volumen donde se estima es inversamente
proporcional a la varianza del error de estimación.
Estas consideraciones sugieren adoptar un modelo matemático que explique el
comportamiento espacial de los contenidos de hierro en cada litología; dicho modelo
debe permitir deducir técnicas más robustas de estimación y simulación en soporte
de bloques pequeños, con errores inferiores y más estables que los obtenidos con los
métodos de krigeage ordinario, tradicionalmente empleados en este tipo de
yacimiento. Por tal motivo se parte de un enfoque aleatorio del fenómeno y se
emplean las geoestadísticas para dar solución al problema que se presenta a
continuación.
Problema Científico de la investigación
Este trabajo se centra en: la necesidad de modelar con mayor precisión, en soporte
de bloque, los contenidos de hierro de yacimientos lateríticos heterogéneos de níquel
y cobalto, compuestos por menas oxidadas y silicatadas.
Objeto de estudio
Como objeto de estudio se seleccionó un sector del yacimiento Moa Oriental de un
kilómetro cuadrado de área.
Hipótesis
Martínez y Pérez, 2005, comparan diferentes técnicas de interpolación y llegan a la
xii
�conclusión de que casi todas los métodos geoestadísticos, así como, el inverso al
cuadrado de la distancia brindan resultados similares en el bloque O48 del
yacimiento Punta Gorda, lo que se puede generalizar a los depósitos lateríticos de la
región. También concluyen que la principal causa del aumento del error de la
modelación es la mezcla de poblaciones estadísticas con propiedades diferentes.
Partiendo de estas observaciones se formula la hipótesis siguiente:
Es posible aumentar la precisión con que se estima y simula el contenido de hierro,
en las unidades de selectividad minera, si se parte de un modelo que explique la
desigual variabilidad espacial que tiene esta variable en cada litología del perfil
laterítico.
Objetivo de la investigación
El objetivo principal de esta investigación es:
La obtención de un modelo que permita estimar con mayor precisión los contenidos
de hierro en las unidades de selectividad minera, considerando que éste tiene
desigual variabilidad espacial en las distintas clases litológicas del perfil laterítico.
Teniendo en cuenta que la modelación de las litologías de las lateritas de la región es
un problema sin resolver, como objetivo colateral se plantea:
Obtener un método robusto para la determinación de la composición litológica de
las unidades de selectividad minera.
Novedad Científica
Las novedades científicas de este trabajo se pueden dividir en dos grupos, en el
primero se recogen aquellas que constituyen un aporte a las geoestadísticas como
ciencia o son aplicaciones de interés general:
A. El método creado para obtener el modelo de los variogramas multivariados con
datos puramente heterotópicos y su aplicación en el cokrigeage, este último se
consideraba imposible bajo dicho contexto.
B. El enfoque multivariado aplicado para resolver el problema de la mezcla de
poblaciones estadísticas, que incluye dos elementos principales: la ecuación que
describe el comportamiento del hierro en el perfil laterítico y la deducción del
xiii
�estimador de cokrigeage a partir de ella. El estimador de cokrigeage puede
considerarse un nuevo método de estimación, aunque se introducen artificios
matemáticos con el objetivo de implementarlo a partir de métodos existentes.
C. El empleo de variables auxiliares densamente muestreadas en la simulación de
las gaussianas, como parte de la simulación de variables categóricas bajo el
contexto gaussiano truncado. En este caso solo se muestran algunas
consideraciones teóricas, deducidas a partir de la definición del método por parte
de otros autores, como Armstrong, et al., 2003.
D. La propuesta de tres aplicaciones de la información de georadar para modelar
yacimientos lateríticos de níquel y cobalto:
o La modelación del fondo empleando georadar como variable secundaria
en el cokriging con colocación o como drift en el krigeage con drift
externo.
o La modelación de las litologías empleando la simulación en el contexto
gaussiano truncado y el georadar como variable auxiliar.
o La simulación de los bloques flotantes (boulders) empleando el georadar
como proceso de intensidad de Poisson.
En el segundo grupo se encuentran las novedades de interés nacional, donde se
destaca:
A. La introducción de la simulación en el contexto gaussiano truncado para modelar
las litologías de las lateritas ferro-niquelíferas de Cuba Oriental.
B. El desglose que se realiza del contenido general del hierro en la unidad de
selectividad minera, en los contenidos de hierro asociados a cada litología.
C. El empleo de límites implícitos en las proporciones de las litologías, como parte
del modelo geométrico de los yacimientos lateríticos.
Todos estos aspectos son discutidos en las siguientes páginas, repartidas en tres
capítulos donde se muestran: las cuestiones generales de la investigación, los
fundamentos teóricos de los métodos propuestos y la aplicación práctica al objeto de
estudio.
xiv
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Capítulo I
Análisis de los resultados de
investigaciones precedentes sobre la
modelación y otros temas relacionados
I.I
Introducción
La modelación de una variable z en un yacimiento mineral no es más que su
estimación o simulación en un soporte v y debe ser vista como un proceso formado
por tres componentes: el modelo geólogo-genético, el modelo geométrico y el
modelo matemático (Martínez y Pérez 2000, p.21); dichos componentes permiten
emplear la información geológica disponible para organizarla en el espacio y
caracterizarla a partir de funciones matemáticas de comportamiento espacial, las que
a su vez posibilitan minimizar el error resultante de la modelación.
El soporte v representa las unidades de selectividad minera, generalmente arregladas
en un modelo de bloques donde se almacenan los valores estimados o simulados para
ser usados durante la planificación de la minería. La minería, por su parte, es un
eslabón intermedio de una cadena de producción que comienza en el yacimiento y
termina en la metalurgia (vea esquema de la página viii), esto implica que la
modelación de variables, como los contenidos de hierro en yacimientos lateríticos
con características heterogéneas, esté relacionada a temas tan diversos como:
� Geología de los yacimientos de menas lateritas
� La modelación de los yacimientos de menas lateríticas cubanos y su relación
con la prospección geológica, la minería y el proceso metalúrgico
� Trabajos relacionados con la estimación de recursos y modelación
matemática de yacimientos lateríticos cubanos
� Comentarios sobre el estado actual de la geoestadística en la esfera mundial
Dichos temas fueron tenidos en cuanta en la investigación, por lo que se discuten a
continuación.
1
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
I.II
Geología de los yacimientos de menas lateritas
Las características geológicas de las lateritas determinan en gran medida las
particularidades de los métodos de modelación propuestos en esta investigación; de
especial interés resulta la clasificación de estos yacimientos en grupos con ciertas
similitudes, los cuales requieren un tratamiento diferenciado a la hora de modelar.
I.II.I Generalidades sobre la geología de los yacimientos de menas
ferro-niquelíferas
Trescases (según Butt y Zeegers, 1992) describe el proceso de lateritización como la
meteorización química que tiene lugar en clima húmedo, durante largos periodos de
tiempo y condiciones tectónicas relativamente estables, que permiten la formación de
un regolito potente, con características distintivas.
Elias, 2002, al igual que la mayoría de los autores, plantea que las lateritas ricas en
níquel y cobalto son el producto de la meteorización intensa de rocas ultramáficas en
la superficie terrestre, bajo condiciones climáticas húmedas. El resultado es el perfil
laterítico formado por capas o estratos de material meteorizado sobreyaciendo la roca
madre. En el perfil, las capas inferiores muestran los estadios más tempranos de su
formación.
Los principales horizontes se muestran en la Figura I.II.1. La estructura general es
gobernada por la movilidad diferenciada de los elementos en la zona de
meteorización. La estructura específica de cada perfil es el resultado de la interacción
dinámica entre condiciones climáticas y geológicas, tales como: drenaje, topografía,
tectónica, estructura y litología de la roca madre.
Los factores que controlan la formación de las lateritas también son mencionados y
explicados por Smirnov., 1982, este autor también describe aspectos de particular
importancia en su formación como son la influencia del Eh y pH en la diferenciación
vertical de estas cortezas (Smirnov, 1982, p. 395)
2
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Figura I.II.1 Perfil laterítico típico y contenidos promedio de elementos químicos, tomado de
Elias, 2002
Elias, 2002 muestra una clasificación general de las lateritas, en la que se destacan
tres grupos principales:
1. Lateritas oxidadas (compuestas fundamentalmente por óxidos e hidróxidos de
hierro en la parte superior del perfil sobreyaciendo las rocas frescas y
alteradas)
2. Lateritas arcillosas (compuestas fundamentalmente por arcillas esmectíticas
en la parte superior del perfil)
3. Lateritas silicatadas (compuesta fundamentalmente por silicatos de Mg-Ni en
la parte más profunda del perfil, sobreyacidas por lateritas oxidadas)
Las menas en el sector objeto de estudio son principalmente oxidadas (según la
clasificación de Elias, 2002); los minerales primarios (olivino, serpentina y
piroxenos) se eliminan fundamentalmente por hidrólisis, liberando sus componentes
como iones en disolución acuosa. El magnesio se lixivia casi completamente y en
menor medida la sílice, el hierro bivalente es removido pero se oxida y precipita
rápidamente como hidróxido férrico, que cristaliza progresivamente a goethita. La
alteración es isovolumétrica al inicio, por ello se preserva la textura, pero al final esta
se destruye por compactación y colapso, quedando una masa masiva de goethita.
La transformación mineralógica explica las tendencias globales de algunos elementos
3
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
como el magnesio, el hierro y la sílice. El comportamiento del Ni y el Co se
diferencia de los elementos mayoritarios antes mencionados, a medida que los
minerales primarios se alteran, estos elementos liberados en forma de iones tienden a
asociarse por afinidad geoquímica con los nuevos óxidos e hidróxidos de hierro.
Éstos se incorporan a la estructura cristalina de la goethita a través una combinación
de adsorción y reemplazo de Fe3+ (Gerth, 1990). El níquel y el cobalto también se
concentran en los óxidos de Mn (asbolanas) donde precipitan por reacción redox.
En el pedolito (limonita) la goethita se transforma progresivamente en hematita, esta
transformación implica una pérdida de níquel, debido a que no se acomoda
fácilmente en la estructura cristalina de este mineral. Esta transformación también
implica un cambio de coloración de pardo amarillo a rojo ladrillo, así como, la
formación de concreciones y corazas hematíticas.
Los yacimientos de la región de Moa, en su conjunto, constituyen un ejemplo típico
de este tipo de perfil (Linchenat y Shirokova, 1964), pero no se descarta la posible
existencia local de otros tipos de lateritas.
Las lateritas arcillosas se forman en condiciones menos severas de meteorización
(por ejemplo en climas más fríos o secos) y la sílice no se elimina como en el caso de
los climas húmedos tropicales, ésta se combina con el hierro y una pequeña cantidad
de sílice formando esmectitas nontroníticas en lugar de óxidos de hierro. La
nontronita juega el mismo papel que lo óxidos, fijando los iones de Ni en su
estructura cristalina. La sílice excedente se redeposita formando material opalino y
calcedonia. Este tipo de perfil también se forma donde el movimiento de las aguas
subterráneas está restringido (Golightly, 1981).
Este fenómeno se observa en el yacimiento San Felipe (Martínez y Pérez, 2000, p.
56) donde existe una combinación de perfil oxidado hacia la parte sur y arcillosos
hacia la parte norte; sin embargo otros autores (Elias, 2002 y Gleeson, Butt, Elias,
2003) clasifican este yacimiento como arcilloso. Los trabajos de Rodríguez, et al.,
2001 muestran que la composición mineralógica de este yacimiento es propia de
ambos tipos de perfiles.
4
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Las lateritas silicatadas se forman donde existe un ascenso tectónico lento y continuo
y el nivel freático se mantiene bajo en el perfil. La meteorización durante un largo
periodo de tiempo forma potentes horizontes saprolíticos, que deben estar
sobreyacidos por horizontes limoníticos poco potentes, en dependencia del grado de
erosión en la superficie del depósito (Golightly, 1981). El níquel proveniente de la
recristalización de la goethita se concentra fundamentalmente en la parte saprolítica,
en los minerales primarios alterados (serpentina secundaria) y los formados bajo las
nuevas condiciones (goethita, esmectitas y garnierita) alcanzando valores de
concentración entre 2 y 3 %. La Figura I.II.2 muestra una comparación esquemática
de los tres tipos de perfiles.
Una clasificación más completa de las lateritas es mostrada por Golightly, 1979,
p.15, quien tiene en cuenta el clima, la roca madre y el drenaje, aspectos que
considera de mayor importancia en la formación del perfil.
Figura I.II.2 Comparación esquemática de los perfiles lateríticos, modificado de Elias, 2002
Clasificación de Golightly, 1979, p. 15:
1. Perfiles ecuatoriales húmedos.
a. Rocas altamente serpentinizadas en áreas bien drenadas.
El perfil está formado por una zona de limonita y otra de saprolita, la
5
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
garnierita solo es importante localmente y la estructura con predominio de
bloques flotantes (boulder) está ausente.
b. Rocas no serpentinizadas en áreas bien drenadas.
El perfil tiene una zona de limonita con desarrollo de estructuras silíceas
entrelazadas en su base. La saprolita está formada por relictos peridotíticos
cubiertos de una capa de nontronita amorfa, relativamente enriquecida en Ni;
el mayor enriquecimiento en Ni se alcanza en las garnieritas de las grietas.
c. Rocas medianamente serpentinizadas en áreas bien drenadas.
El enriquecimiento en la parte de saprolitas está fundamentalmente asociado a
la serpentina. Los relictos son menores y el paso de saprolita a roca fresca es
más gradual.
d. Áreas mal drenadas.
El enriquecimiento del Ni en la saprolitas es mínimo, pero puede ser
importante en las limonitas junto al manganeso; si el nivel del agua es alto en
la saprolita, se forman estructuras silíceas entrelazadas y nontronitas, estas
son las zonas de mayor importancia económica.
2. Perfiles en zonas de alternación de periodos secos y húmedos.
En estas condiciones se tiende a formar nontronitas y estructuras silíceas
entrelazadas, además, solo se forman perfiles lateríticos importantes en rocas
fuertemente serpentinizadas.
a. Zonas con buen drenaje.
La zona de limonita es altamente reemplazada por ferricretas; existe una zona
bien definida de nontronitas y pocos residuos de roca estéril (similares a las
formadas en climas húmedos)
b. Zonas con mal drenaje.
Similar al anterior pero el enriquecimiento en Ni en las saprolitas es menor y
las estructuras silíceas entrelazadas y la jaspilita masiva se desarrollan en
lugar de la saprolita debajo de la zona de estructuras silíceas entrelazadas.
3. Perfiles silicificados.
Se desarrolla localmente, independientemente del clima.
4. Silicificación areal.
Ocurre extensamente en terrenos llanos, mesetas, etc. generalmente en el nivel
del agua. Es un fenómeno que ocurre más frecuentemente en zonas de periodos
6
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
húmedos y secos, pero puede ocurrir en zonas tropicales.
5. Silicificación en zonas de fallas.
Ocurre en zonas altamente agrietadas debido al rápido acceso de las aguas
relativamente ácidas de la superficie a los niveles más profundos.
A esta clasificación es necesario agregar las cortezas desarrolladas sobre rocas
madres más complejas y aquellas que han sido modificadas por distintos fenómenos
geológicos, como la redeposición, procesos epitermales, entre otros.
I.II.II Geología de la región
Cuba, estructuralmente, forma parte de la plataforma norteamericana, pero en su
constitución
geológica
están
presentes
varias
paleounidades
tectónicas
representativas de tres etapas del desarrollo del caribe: el arco de islas volcánicas del
mesozoico, el del terciario y restos del protocaribe. Actualmente se encuentra
separada de la placa caribeña por el sistema de fallas transformantes Oriente.
Según Iturralde-Vinent, 1996 la geología de Cuba se caracteriza por la existencia de
dos elementos estructurales fundamentales: el cinturón plegado y el neoautóctono; el
cinturón plegado está formado por terrenos oceánicos y continentales deformados y
metamorfisados de edad Pre Eoceno Medio; las unidades continentales contienen las
rocas de la plataforma Mesozoica de las Bahamas, cubiertos por las cuencas de
antepaís de edad Paleoceno- Eoceno Superior y los terrenos subcontinentales.
Las unidades oceánicas están compuestas por materiales pertenecientes al cinturón
ofiolítico septentrional y los arcos de islas volcánicos del Cretácico y el Paleógeno.
El neoautóctono está constituido por materiales terrígenos-carbonatados poco
deformados del Eoceno Superior tardío al Cuaternario, que cubren discordantemente
el cinturón plegado (Figura I.II.3).
Cuba Oriental, desde el punto de vista geológico, es la región al este de la falla
Cauto. En esta porción de la isla las ofiolitas están asociadas a la Faja Mayarí
Baracoa y han sido interpretadas como un sistema de cuencas de back arc ubicado
7
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
paleogeográficamente entre el margen Cretácico de la plataforma de Bahamas y el
arco volcánico de las antillas, los afloramientos están separados en tres complejos:
Mayari Cristal, Moa Baracoa, Sierra del Convento (Iturralde-Vinent, 1996)
Figura I.II.3 Esquema geológico de Cuba mostrando los afloramientos del cinturón plegado y
del neoautóctono (tomado de Iturralde-Vinent, 1996)
El complejo ofiolítico Moa Baracoa ocupa un área de 1500 km2, muestra un corte
completo del complejo ofiolítico formado de piso a techo por peridotitas con texturas
de tectonitas, cúmulos ultramáficos, cumulados máficos, diques de diabasas y
secuencias efusivo-sedimentarias. En este complejo se destaca un gran desarrollo de
los complejos ultramáficos, de gabros y vulcanógeno-sedimentarios. El complejo
ultramáfico se caracteriza petrológicamente por un predominio de las harzburgitas y
en menor medida por dunitas, se han descrito además plagioclasitas, wehrlitas,
lherzolitas y piroxenitas, se consideran como restos litosféricos del manto. El
complejo de gabros cumulados están mayoritariamente en contacto tectónico con las
ultramafitas, el de diques de diabasas esta muy mal representado y aparecen en forma
de bloques tectónicos incluidos en los niveles de gabros, el vulcanógeno
sedimentario contacta tectónicamente con los demás y está representado por la
formación Quiviján; también existen numerosos cuerpos de cromitas, sill de gabros y
diques de gabros y de pegmatoides gabroicos localizados en la parte alta de la
8
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
secuencia mantélica en la zona de transición con los cúmulos (Proenza, 1997)
(Figura I.II.4).
Figura I.II.4 Columna sintética ideal del complejo ofiolítico Moa-Baracoa según Proenza, 1997
Sobre todas las rocas del complejo Moa –Baracoa se desarrollan lateritas, pero solo
son ricas en níquel y cobalto aquellas formadas a partir del basamento mantélico; de
especial interés, para la modelación son los yacimientos formados sobre la zona de
transición del manto (MTZ) donde abundan intercalaciones de rocas básicas
meteorizadas, generalmente difíciles de detectar y modelar, que tienen bajos
contenidos en níquel y cobalto y elevada concentración de elementos nocivos, como
la alúmina y la sílice.
Lavaut, 1998, clasifica los perfiles de cortezas ferro-niquelíferas en tres grandes
familias y luego las subdivide en ocho dominios, en este trabajo se prefiere no
emplear esta clasificación, considerando que las mostradas por Elias, 2002 y
Golightly, 1979, p.15, son más completas, se ajustan a las necesidades de la
modelación y además, muestran de manera satisfactoria las particularidades y
diferencias de los yacimientos lateríticos cubanos.
9
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Los horizontes de los yacimientos lateríticos de la región, desarrollados sobre rocas
ultrabásicas, son clasificados en seis categorías (Ariosa, 2002, p. 88), las que se
muestran a continuación, junto a sus equivalentes aceptados internacionalmente:
� OICP: Zona de ocres inestructurales con concreciones ferruginosas
(Ferricrete and limonitic overburden)
� OI: Zona de ocres inestructurales sin concreciones ferruginosas (laterite
rouge, limonite)
� OEF: Zona de ocres estructurales finales (ferruginous saprolite, saprolite fine,
laterite jaune)
� OEI: Zona de ocres estructurales iniciales (saprolite, earthy saprolite)
� RML: Zona de rocas madres lixiviadas (rocky saprolite, bouldery saprolite)
� RMA: Zona de rocas madres agrietadas, poco meteorizadas (parent rock,
bedrock)
Lavaut, 1998, muestra varios parámetros comunes de estos horizontes (Tabla I.II.1 y
Tabla I.II.2), donde el término RM se refiere a la roca madre fresca.
Tabla I.II.1 Composición química promedio de las cortezas de
ultramáficas de Cuba Oriental según Lavaut, 1998
Horizonte Densidad Potencia Fe2O3 FeO NiO CoO SiO2
(g/cm3)
(m)
OICP
1.516
2.1 59.24 0.33 0.6 0.051 6.98
OI
1.27
1.99 64.35 0.31 1.06 0.114 5.85
OEF
1.04
5.04 60.98 0.33 1.34 0.199 8.61
OEI
0.96
2.54 32.43 0.81 1.59 0.062 28.1
RML
1.36
2.19
16.2 1.08 1.43 0.032 36.88
RMA
2.26
7.4
7.52 2.12 0.46 0.024 37.9
RM
2.525 5.79 3.01 0.29 0.013 38.2
intemperismo de rocas
MgO
Al2O3 Cr203 Mn
1.09
1.37
3.45
15.75
27.16
36.13
39.92
14.47
9.75
7.7
5.67
2.57
0.95
0.78
2.64
2.65
2.61
1.69
0.8
0.39
0.47
0.81
0.99
1.87
0.69
0.31
0.16
-
También se emplean los términos LB (laterita de balance) y SB (serpentinita de
balance), para describir las lateritas y saprolitas ubicadas en los horizontes que
sobrepasan el cutoff de níquel, de lo contrario se les asigna la categoría LF (laterita
de fuera de balance) y SF (serpentinita de fuera de balance).
La gibbsita se encuentra en paragénesis con los óxidos de Fe, principalmente con la
goethita y maghemita, lo que implica la entrada de Al en estos minerales para que
puedan captar Ni y Co (Purón, et al., 2005). El principal portador de cobalto en el
10
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
horizonte limonítico es la asbolana - m (Co, Ni)O.MnO2 . nH2O, además de otros
minerales de manganeso como la pirolusita y el psilomelano (Muñoz, et al., 2005)
Ariosa, 2002 muestra el modelo descriptivo de los yacimientos laterítico-saprolíticos
(conocido en la industria cubana del níquel como perfil laterítico completo) y
lateríticos (perfiles incompletos), así como los modelos de lateritas sedimentarias
litorales, la cual se refiere a las formadas por redeposición en ambiente costero
lacustre; estas últimas están presentes en algunos sectores del yacimiento Punta
Gorda y al norte del área de estudio. Los yacimientos de perfil incompleto presentes
en Cuba, con su caso más representativo en Pinares de Mayarí, no son más que un
caso particular de cortezas de tipo oxidada (Elias, 2002).
Tabla I.II.2 Composición mineralógica promedio de las cortezas de intemperismo de rocas
ultramáficas de Cuba Oriental según Lavaut, 1998, expresadas en porcentajes
Zonas litológicas Goetita
Gibbsita
ARC
Serpentina
MtMg Cuarzo Cromita
2.37
1.24
1.97
3.0
OICP
64.1
19.68
8.62
Ferro
halloysita
2.12
1.27
1.69
3.16
OI
69.7
12.96
8.26
Ferro
halloysita
OEF
65.0
7.67
11.51
5.82
1.21
1.11
3.02
halloysita
OEI
33.3
5.03
22.18
28.8
2.56
4.09
2.04
Ferrisaponita
RML
14.6
0
17.9
58.2
2.38
3.79
1.46
Montmorillonita
RMA
5.9
0
9.28
73.8
3.16
5
1.04
Nontronita
RMF
Oliv.=37.0 Ortpx= 20.0 Clpx=1.3
Serpent=41.7
Las características de los yacimientos lateríticos varían horizontalmente en función
de los parámetros que controlan el proceso de meteorización, o simplemente, a causa
de fenómenos geológicos que los modifican (por ejemplo la erosión y redeposición).
Vera-Sardiñas, 2001 expone procedimientos para la delimitación de zonas
homogéneas las que denomina dominios geológicos, con el objetivo de emplear
técnicas geoestadísticas para la optimización de redes de exploración. El
procedimiento garantiza un cierto grado de homogeneidad, necesaria también para la
estimación de recursos y la modelación de variables.
11
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
I.III Geología del yacimiento Moa Oriental
El yacimiento Moa Oriental, al que pertenece el área objeto de estudio de esta
investigación, es del tipo laterítico-saprolítico o de perfil completo, según la
clasificación cubana; oxidado según la clasificación mostrada por Elias, 2002 y
ecuatorial húmedo, sobre rocas ultramáficas altamente serpentinizadas en áreas bien
drenadas según la clasificación de Golightly, 1979, p. 15. Se encuentra ubicado
dentro del bloque morfotectónico El Toldo (Rodrigues, 1998). Dicho bloque es uno
de los más extensos de la región, posee valores máximos de ascenso relativo (Figura
I.III.1) y está formado por rocas ultramáficas y máficas de la secuencia ofiolítica. Su
relieve es de montañas bajas con cimas aplanadas, ligeramente diseccionadas; en el
área del yacimiento que presenta vaguadas con ondulaciones moderadas y mesetas de
relieve favorable para las operaciones mineras.
N
Océano Atlántico
225000
W
S
Blq. Cabaña
Blq. Miraflores
E
norte
norte
Blq. Moa
la vigía
220000
Blq. Miraflores
sur
Blq. Moa
aereopuerto
Blq. Cananova
Blq. Cabaña
Moa
Oriental
sur
Blq. Cayo Guam
215000
Blq. El Toldo
Blq. Moa
Blq. Cupey
caimanes
Blq. Cabaña
cayo grande
Blq. El Lirial
210000
680000
685000
Límites entre bloques
690000
695000
700000
0
710000
Intensidad relativa del levantamiento
Límite del yacimiento
Dirección actual del movimiento
705000
5000
10000
Mínimo
Máximo
Figura I.III.1 Mapa de bloques morfotectónicos de la región de Moa (tomado de Rodríguez,
1998)
Desde el punto de vista geomorfológico resulta de interés el análisis de la
variabilidad del fondo, cuyos valores máximos frecuentemente están asociados a
cambios en las propiedades petrológicas y tectónicas de la roca madre; con el
aumento dicho parámetro se incrementa el error de geometrización de los recursos y
la complejidad de las operaciones minera de extracción.
12
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
La variabilidad del fondo, también conocida como rugosidad del fondo, se puede
calcular como el operador coeficiente de variación en ventanas móviles. En la Figura
I.III.2 se muestran los resultados obtenidos para el sector caso de estudio, empleando
ventanas cuadradas de 70m y una rejilla de la topografía del fondo espaciada a dos
metros, estimada en términos de profundidades; en este caso, el aumento de la
variabilidad está en correspondencia con la complejidad del límite roca madre –
corteza laterítica, obtenido en los modelos de litologías simuladas en el contexto
gaussiano truncado (Capítulos II y III).
La complejidad de los contactos entre los principales horizontes del perfil laterítico
es característico de este tipo de yacimientos, por ello es casi imposible establecerlos
con precisión, a partir de superficies, ya sea por su forma complicada, o por su
carácter transicional; la obtención de dichos límites también se afecta por la
existencia de bloques flotantes de xenolitos de la roca madre.
8400
-0.04
-0.08
8200
-0.12
8000
-0.16
-0.2
7800
-0.24
-0.28
7600
-0.32
Image
225
200
175
Z (m) 150
125
100
75
L1 Laterite
L3 Laterite
L4 Saprolite
L7 Bedrock
Other
N/A
10000
10250
10500
10750
11000
X (m)
Figura I.III.2 Esquema que muestra la variabilidad del fondo calculadas con ventanas móviles
de 70 m y las litologías simuladas en el contexto gaussiano truncado
Sobre el área estudiada pasa una falla probada y varias supuestas (Cruz y Díaz,
2002), con direcciones predominantes noreste– suroeste y noroeste– sureste, dichas
estructuras son anteriores a la formación del la corteza de meteorización, no se tiene
referencia de movimientos tectónicos posteriores (Figura I.III.3).
13
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Cruz y Díaz, 2002 muestran que una parte de un cuerpo de gabroides, situado al
oeste del yacimiento, se encuentra dentro del área de estudio, sin embargo no ha sido
reflejado en las muestras que cortan el basamento (Figura I.III.3); con el inicio de la
explotación minera se corroboró una composición eminentemente harzburgítica de
dicho horizonte, también se detectó la existencia de un intenso desarrollo de bloques
flotantes hacia la parte noreste, aún se desconoce la explicación geológica de dicho
fenómeno. Al este, no muy lejos de los límites del área de estudio, aflora un cuerpo
de dunitas, a las que se asocia un pequeño lente de cromitas (Figura I.III.3). La
variedad de fenómenos existentes sugiere una complejidad del basamento y la
corteza laterítica mayor a la reflejada en las perforaciones.
Leyenda
10000
Peridotitas serpentinizadas
(K2- Cretácico medio)
K2
9500
Gabros
K2
9000
(K2- Cretácico medio)
8500
Dunitas
(K 2- Cretácico medio)
K2
Moa
Oriental
8000
K2
Fallas supuestas
7500
K2
Fallas confirmadas
7000
K2
K2
6500
Límite del yacimiento
6000
Area de estudio
K2
K2
K2
0
5500
10000
10500
11000
11500
12000
12500
13000
500
1000
13500
Figura I.III.3 Esquema geológico del basamento del yacimiento Moa oriental (arriba) y del
sector estudiado (abajo), modificado de Cruz y Díaz, 2002
Las cortezas son generalmente in situ, solo se observan redepósitos al norte del
yacimiento, fuera de nuestra área de estudio. Según Cruz y Díaz, 2002 las mayores
potencias de las lateritas están asociadas a zonas con elevados niveles hipsométricos
y bajas pendientes, en ellas se alcanzan los contenidos máximos de hierro. Las altas
potencias en niveles hipsométricos bajos están relacionadas a procesos de
redeposición (Figura I.III.4).
14
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
El agua subterránea está presente en la zona de saprolitas y en la roca madre
agrietada, conformando un complejo acuífero único cuyo nivel oscila entre estos dos
horizontes; la zona de aireación coincide con los horizontes de los ocres
inestructurales, la que se inunda en periodos de lluvia, pero tienen la capacidad de
descargar rápidamente el agua a los horizontes inferiores.
N2
10000
Leyenda
N2
Q2
Depósitos detríticos aluviales
(Q2- Holoceno reciente)
N1
9500
K2
K2
9000
Laterita redepositada
N1
Q2
N1
(N2- Plioceno)
Corteza laterítica ferroniquelífera
(N1- Mioceno)
Q2
8500
K2
K2
Rocas ultrabásicas serpentinizadas
(K - Cretácico medio)
2
8000
Moa
Oriental
K2
7500
Contacto litológico discordante
N1
N1
Fallas supuestas
K2
7000
Fallas confirmadas
K2
6500
Q2
Límite del yacimiento
N1
6000
K2
Area de estudio
5500
N1
10000
10500
11000
11500
12000
12500
13000
13500
0
500
1000
Figura I.III.4 Esquema geológico de la superficie del yacimiento Moa Oriental, tomado de Cruz
y Díaz, 2002.
Menéndez, et al., 1990, estudiaron la mineralógica del yacimiento usando 119 pozos
mineralógicos y 49 pozos criollos. Las menas limoníticas se analizaron a partir de un
total de 80 muestras tomadas hasta los 25 metros de profundidad, en ellas se aprecia
que el grado de compactación aumenta hacia los niveles inferiores y la coloración
varia entre pardo amarillo, pardo claro en los horizontes económicos, a pardo oscuro
y rojizo en la zona con concreciones ferruginosas. Estos autores también muestran
que los horizontes que más se acercan a los OICC son los más densos (Tabla I.III.1).
La clase granulométrica más abundante en las menas limoníticas es <0.063 mm. Las
fracción electromagnética es mayoritaria, seguida por la magnética, la fracción no
electromagnética es poco representativa y en ella se concentra el cuarzo libre,
15
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
mineral que tiende a aumentar su presencia hacia la parte superior de la corteza. La
goethita es la fase mineralógica predominante (Tabla I.III.2) y los contenidos de
minerales de serpentina son altos, en relación con otros yacimientos de la región;
existe además abundante gibbsita (Tabla I.III.2).
Tabla I.III.1 Densidad de las menas limoníticas, según Menéndez, et al., 1990
Litología
OICC
OI
OEF
Cantidad de Muestras
24
16
34
Rango (t/m3)
2.35-1.21
1.77-1.18
1.59-0.87
Densidad (t/m3)
1.67
1.36
1.11
Tabla I.III.2 Composición mineralógica de las menas limoníticas, según Menéndez, et al., 1990
Composición mineralógica
Minerales de serpentina
Minerales arcillosos
Magnetita
Goethita
Cromita
Minerales de manganeso
Cuarzo
Gibbsita
Clorita
Carbonatos
Piroxenos
OICC(%)
1.87
2.22
0.58
76.44
3.01
1.00
1.01
12.49
-
OI(%)
2.43
2.41
0.67
77.21
3.04
1.01
0.94
11.10
0.02
0.02
-
OEF(%)
3.44
4.03
0.54
77.90
3.34
1.19
0.85
7.67
0.01
0.01
-
Tabla I.III.3 Comportamiento de la densidad en las menas saprolíticas, según Menéndez, et al.
1990
Litología
OEI
SL
Cantidad de muestras Rango (t/m3)
7
1.22-0.87
5
1.20-0.92
Densidad (t/m3)
1.02
1.02
Tabla I.III.4 Composición mineralógica de las menas saprolíticas, según Menéndez, et al., 1990
Composición mineralógica
Minerales de serpentina
Minerales arcillosos
Magnetita
Goethita
Cromita
Minerales de manganeso
Cuarzo
Piroxenos
Clorita
OEI
27.62
14.92
0.68
52.42
2.62
0.80
0.09
0.05
-
SL
53.12
13.86
0.78
27.99
1.53
0.45
1.19
0.16
0.95
16
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Las saprolitas son relativamente deleznables, su coloración varía desde carmelita
verdoso, verde amarillo hasta verde pálido. La densidad es menor que en las menas
oxidadas y disminuye hacia las zonas más próximas a las rocas madres (Tabla
I.III.3). En los OEI la granulometría dominante es <0.063 mm, mientras que en la
serpentinita lixiviada (SL) la granulometría más representativa es de >1.6mm.
Químicamente son menas sílico-magnesianas, con valores medios de níquel que
pueden estar en el orden de los 2.30 %, 19-29% de sílice y 11-23 % de magnesio.
Los minerales predominantes se alternan entre goethita y minerales de serpentina,
según sea el grado de oxidación (Tabla I.III.4).
Ortiz, 1991 muestra algunas de las características petrográficas de las rocas del
basamento y su composición química (Tabla I.III.5), su densidad es de 1.96 t/m3. La
caracterización se realizó empleando métodos petrográficos y petroquímicos a partir
46 y 12 muestras respectivamente, tomadas de los testigos de perforación que
atraviesan hasta dos metros el basamento. Se describen las variedades petrográficas
siguientes:
1. Harzburgitas fuertemente serpentinizadas
2. Harzburgitas serpentinizadas
3. Peridotitas serpentinizadas
4. Dunitas serpentinizadas
5. Serpentinitas crisotílicas
6. Serpentinitas
7. Rocas afectadas por procesos intensos de carbonatización
Tabla I.III.5 Composición química de las rocas del basamento en %, tomado de Gonzáles, 1991
SiO2
38.18
Al2O3
1.23
Fe2O3
7.07
NiO
0.56
CoO
0.015
CaO
0.61
MgO
36.38
TiO2
0.034
Cr2O3
0.43
Las harzburgitas fuertemente serpentinizadas son de colores gris verdoso y estructura
masiva, la textura predominante es la blastoporfídica; en ellas los minerales
serpentiníticos constituyen hasta el 69 % del volumen de la roca, el olivino se
encuentra alrededor del 25 %, el ortopiroxeno aparece hasta cerca del 5%, la mayoría
de sus cristales están sustituidos a minerales del grupo de la serpentinita por
17
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
pseudomorfosis de bastita; la magnetita solo alcanza un 1% y se encuentra en granos
aislados.
La harzburgitas serpentinizadas constituyen la variedad predominante, posee
tonalidades grises, verde y negro, su aspecto es masivo y ocasionalmente brechoso;
la textura es variada, porfiroblástica, reticular, nodular, brechosa y fibrosa. Está
constituida por minerales del grupo de las serpentinas en un 84 a 98 %,
fundamentalmente lizardita, serpofita, crisotilo y escasa antigorita; los relictos de
olivino ocupan un 0-10% y los de ortopiroxenos 0-3%, en ambos casos se encuentran
aislados. Como alteraciones secundarias están presentes minerales arcillosos,
carbonatos, clorita, talco y goethita, contienen además magnetita y cromita.
Los piroxenos rómbicos que ocupaban hasta un 20% en la roca, se encuentran
bastitizados, observándose solo hasta un 3% como relictos; se observa de forma
aislada hasta un 1% de clinopiroxenos; el carbonato y la clorita aparecen en las
grietas, atravesando las rocas en todas direcciones y sustituyendo los granos de
olivino y ortopiroxeno. Se observa polvo fino segregativo de magnetita que se aloja
en las líneas de clivaje de los ortopiroxenos bastitizados y en las grietas muy finas,
también se encuentra en forma de granos pequeños, corroídos y oxidados; la cromita
tiene forma esquelética y aparece diseminada en la roca.
Las peridotitas serpentinizadas presentan colores gris y verde oscuro, con estructura
masiva, se encuentran atravesadas por vetillas finas de carbonatos y contienen
ortopiroxenos de hasta 3mm; los minerales de serpentinas ocupan el 85-96 % del
volumen de la roca, representados por lizardita, serpofita, crisotilo y muy poca
antigorita; también se conservan minerales relícticos de olivino en 1-10%, así como,
orto y clinopiroxeno hasta un 1%. Los minerales de alteración secundaria son
carbonatos, talco, clorita, nontronita y goethita; contiene además magnetita hasta 12% con granos pequeños de forma irregular y cromita hasta un 1%.
Las dunitas serpentinizadas son de aspecto masivo y de color verde intenso con
texturas reticular y nodular, poseen olivino relíctico hasta un 30% con grano
subidiomórficos, piroxeno rómbico hasta un 3%, minerales de serpentina a un 6818
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
70% y minerales accesorios hasta un 1%; en ellas aparece, de forma aislada, diópsido
en granos xenomórficos. Los minerales de serpentina están representados por la
lizardita, serpofita, crisotilo y una recristalización parcial a antigorita; aparecen
espinelas cromíferas corroídas y en ocasiones atravesadas por vetillas de crisotilo,
cloritas y dendritas de manganeso.
Las Serpentinitas crisotílicas son poco frecuentes, tienen coloración verde blancuzca,
con textura fibrosa y estructura masiva. Están compuestas por crisotilo hasta un 90%,
poseen además hasta un 5% de magnetita.
Las ultramafitas serpentinizadas -serpentinita- es el tipo de roca más abundante en el
yacimiento, presenta colores gris verde oscuro con tonalidades parduscas, son densas
y en ellas se encuentran escasos relictos de piroxenos anfibolitizados; la masa de la
roca está estructurada en forma de nódulos, listones, rejillas, y porfiroblastos.
Las zonas con rocas que presentan intensa carbonatización son producto de la
alteración de las serpentinitas. Tienen color blanco –blanco verdoso, son masivas y
en ocasiones brechosas. El carbonato constituye el 70% de la roca, supuestamente
enriquecido en magnesio.
La composición química de las rocas del basamento se caracteriza por bajos
contenidos de SiO2, TiO2, CaO, Na2O, K2O y por altos contenidos de magnesio y
FeO. Los análisis petroquímicos indican su carácter eminentemente harzburgítico.
El volumen de información geológica sobre el basamento es insuficiente, al igual que
la información relacionada con aspectos específicos de la corteza, en la actualidad la
compañía Moa Nickel S. A. realiza estudios para mejorar el conocimiento geológico
de este yacimiento. Autores como Cruz y Díaz, 2002 se han esforzado en este
sentido, a partir de la reinterpretación de la información disponible y la aplicación de
la metodología de obtención de dominios geológicos mostrada por Vera, 2001; sus
trabajos se analizaron y se llega a la conclusión de que son de utilidad para la toma
de dediciones mineras, pero no para implementar la metodología propuesta en esta
19
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
investigación, pues introducen índices, como la potencia de la corteza, de mineral
útil, entre otros, que son redundantes en el modelo que proponemos.
I.IV La modelación de los yacimientos de menas lateríticas
cubanos y su relación con la prospección geológica, la
minería y el proceso metalúrgico
Campos, Guerra y Gé, 2005 exponen las bases para lograr un desarrollo armónico
entre las fases de la investigación geológica y el desarrollo sostenible en la industria
minera del níquel. Según estos autores hasta inicios de la década de los 90 la
exploración geológica estuvo marcada por el empleo de patrones preconcebidos, no
se tenía en cuenta las necesidades de la minería, y como consecuencia existían
problemas de alimentación a las plantas metalúrgicas. Por otra parte, los métodos de
estimación no permitían describir detalladamente los parámetros geólogo-industriales
y no tenían en cuenta las características de la variabilidad y correlación espacial de
las menas, por lo que no se adaptaban a las complejidades de estos yacimientos. No
se tomaba en cuenta la influencia de las diferentes clases mineralógicas en el proceso
metalúrgico y los estudios no caracterizaban el comportamiento de los diferentes
minerales que alimentaban las plantas de procesamiento. Muchas de estas
dificultades han sido heredadas y son irremediables, una de ellas es la insuficiente
cantidad de elementos medidos (Fe, Ni y Co) en la red de exploración espaciada a
33.33 m de distancia, lo que dificulta la caracterización de las particularidades del
perfil laterítico. Se destaca además la incorporación de métodos geofísicos en la
exploración.
La minería realizada en los yacimientos de menas lateríticas se encuentra en un
proceso de modernización, marcados por el reemplazo de las Draglines por
retroexcavadoras, lo que permite mayor selectividad de la explotación. Belete, et al.,
2005 demuestran que el sistema Retro-Camión (Figura I.IV.1) es más ventajoso que
el sistema Dragline-Camión y muestra la forma adecuada de la extracción en los
bancos. Rodríguez y Guerra, 2005 arriban a una conclusión similar y recomienda la
adopción de este sistema en todas las minas del territorio, atendiendo a la poca
20
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
potencia de los yacimientos que restan por explotar y la gran capacidad que tiene
para adaptarse a las particularidades geológicas de cada perfil laterítico.
Como puede verse el futuro en la minería de los yacimientos lateríticos cubanos se
resume en una explotación por bancos, equipamiento relativamente ligero y un alto
grado de selectividad de la minería, lo que implica un cambio importante en cuanto
al tamaño del soporte que compone al modelo de bloques. Actualmente, en la
compañía minera Moa Nickel S.A. se emplean unidades de selectividad minera de
8.33x8.33x3 m (Figura I.IV.1).
Figura I.IV.1 Extracción por bancos, empleando el método retro-camión. Modificado de Belete,
et al., 2005
Para tener idea del impacto del cambio de soporte en la modelación de los contenidos
de hierro considérese un yacimiento de 10 m de potencia, donde se pasa de paneles
de 33.33 m a unidades de selectividad minera de 8.33x8.33x3 m; si se emplea el
krigeage con el modelo de variograma de hierro mostrado en el Capítulo 3 de este
trabajo, para cada unidad de selectividad minera, el error asociado a la disminución
del volumen del soporte aumenta aproximadamente en un 27.86 % en los ocres con
concreciones, en un 27.26% en los ocres estructurales finales y en un 43.03% en las
saprolitas, con respecto al error total. Esta deducción se realiza a partir de la
formulación de la varianza de krigeage, definida en el caso univariado como
2
σ KO
= ∑ λi γ ( xi , v) − γ (v, v) + µ (Armtrong, 1998, p. 87), el error asociado al
volumen está fundamentalmente relacionado al término γ (v, v) .
Castellanos y Picayo, 2005, muestran un interesante análisis sobre los avances y
tendencias en el desarrollo de las tecnologías de procesamientos de minerales de
cortezas lateríticas ricas en níquel y cobalto. Los procesos que se emplean
21
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
actualmente a nivel internacional son: el carbonato amoniacal (proceso CARON), el
de ferroniquel (o mata) y el de lixiviación ácida a presión (PAL); este último es el
utilizado para procesar las menas del yacimiento Moa Oriental.
Según estos autores, en el proceso PAL que se realiza en la planta procesadora de la
Moa Nickel S.A., el cambio de la calidad de las menas ha conllevado a la producción
de una pulpa cruda de malas propiedades reológicas.
La planta de la Moa Nickel S. A. desde 1960 ha operado exitosamente con pachucas
(reactores verticales agitados con vapor), para su expansión se evalúa usar autoclaves
horizontales o pachucas a presión y se trabaja en la preparación de la pulpa cruda y
su espesamiento, modificando su composición iónica, buscando sobre todo un
incremento del porcentaje de sólidos, menor viscosidad de la pulpa y mayor fluidez.
Con el agotamiento de la limonita y bajo el principio de un aprovechamiento integral
a menor costo del depósito de laterita, se ha considerado la posibilidad de comenzar a
procesar la serpentina usando la tecnología EPAL (lixiviación a presión mejorada).
La composición mineralógica juega un papel importante en la eficiencia de la
extracción metalúrgica, pero dicho parámetro no es medido sistemáticamente en el
yacimiento Moa Oriental, una aproximación puede ser modelar la litología, la que se
emplea además para controlar la calidad de la masa minera, junto a contenidos de
algunos elementos químicos, como el hierro, el magnesio, la sílice, entre otros.
I.V
Trabajos relacionados con la estimación de recursos y
modelación
matemática
de
yacimientos
lateríticos
cubanos
El uso en Cuba de la geoestadística para la modelación de yacimientos minerales no
se ha limitado solamente a los depósitos de menas lateríticas; Gómez, et al., 2005,
aplican el krigeage de indicadores de CaO para determinar la composición litológica
en un modelo de bloques del yacimiento Pastelillo, Nuevitas, Camagüey, de materia
prima para cemento; este trabajo es uno de los pocos ejemplos de modelación
22
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
espacial de litologías empleando técnicas geoestadísticas no lineales en yacimientos
cubanos.
Pimentel, et al., 2005 muestran un buen ejemplo de empleo de los resultados de la
modelación matemática de las litologías y quimismo del yacimiento Golden Hill, de
menas cupro-auríferas, localizado en el municipio Jobabo, provincia Las Tunas, en la
optimización económica de la explotación a cielo abierto, empleando el algoritmo
Lersh-Grossman. Es la primera vez que se aplican estos métodos en yacimientos
cubanos, sobre el empleo de la optimización de la secuencia óptima de explotación
(algoritmo Milawa) no se encontró ninguna referencia. Rodés y Noa, 2005, muestran
un método para calcular cutoff dinámicos en lateritas teniendo en cuenta las
particularidades geoquímicas de los elementos útiles y nocivos (Fe, Ni, Co, Mg, Si y
Al) y costo del metro cúbico de escombro, así como otros parámetros usualmente
empleados en estos cálculos, como los precios de los metales y sus subproductos,
precios de los insumos, etc.
Villavicencio, 2005, muestra el resultado de una experiencia llevada a cabo con un
modelo de redes neuronales artificiales (RNA) con fines predictivos mediante una
aproximación funcional a un set de datos de valores de curvas geofísicas de pozo.
Peña., et al., 2005 aplican técnicas de estadística multivariada para la selección de
muestras tecnológicas, con una representatividad adecuada.
Arias, et al., 2005, exponen los principales resultados del estudio geoestadístico
realizado en el yacimiento Yamaniguey, localizado en la región de Moa, para la
determinación de la continuidad del horizonte de serpentinitas duras niquelíferas
(SD) mediante la simulación secuencial indicatriz. Este trabajo constituye uno de los
mejores ejemplos del empleo de métodos no lineales de simulación aplicados en la
minería del níquel.
Otros trabajos de referencia en la temática son los de Vera, 2001; Cuador, 2002;
Legrá, 1999, Martínez y Pérez, 2005, todos aplicados a las lateritas cubanas. Las
geoestadísticas junto a otros métodos de interpolación son ampliamente usadas en las
empresas mineras del territorio, incluidas aquellas que prestan servicios, como el
23
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Centro de Proyectos del Níquel, el Centro de Investigaciones del Níquel y la
Empresa Geominera Oriente.
I.V.I
Empleo de métodos geofísicos en los yacimientos de menas
lateríticas cubanos
Recientemente se comenzaron estudios de aplicación de métodos geofísicos en la
exploración de las lateritas. Acosta, et al., 2005 muestran los resultados del empleo
del georadar (GPR) para determinar los contactos entre los horizontes lateríticos,
saprolíticos y el basamento. Los límites obtenidos tienen una alta resolución y la
variabilidad propia de este tipo de depósito, además resaltan los bloques flotantes y
las zonas con características morfológicas especiales, como las cortezas lineales.
Luego de revisar las técnicas geoestadísticas más conocidas se propone modelar las
litologías y sus contactos, usando los radargramas filtrados como variables auxiliares
en las variantes siguientes:
1) Para la modelación del fondo del yacimiento se emplea:
a. Krigeage o simulación con drift externo, donde el drift externo es la
información de GPR
b. Cokriging y cosimulación con colocación, donde el GPR es una
variable secundaria colocada.
2) La modelación de las litologías en el contexto gaussiano truncado, con
información auxiliar, en la etapa de simulación de las gaussianas.
a. Simulación de las gaussianas con drift externo, donde el drift externo
es la información de GPR.
b. o su cosimulación con colocación, donde el GPR es una variable
secundaria colocada.
3) La modelación de los bloques flotantes o boulders
a. Simulación booleana, empleando como proceso de intensidad de
Poisson los radargramas.
La modelación de las litologías en el contexto gaussiano truncado, con información
auxiliar se puede implementar fácilmente, en la etapa de simulación de las
24
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
gaussianas. No existen referencias sobre la aplicación de ésta posibilidad en la
literatura internacional, pero, según Armstrong, et al., 2003, el método de simulación
de las gaussianas es irrelevante en dicho contexto. No obstante quedan dos grandes
problemas por resolver para poder emplear dicha información en la simulación
plurigaussiana:
a) el problema de la onda directa y otras interferencias.
b) el tipo de postprocesamiento (o filtrado) que se debe dar a los datos primarios
para que los valores sean “utilizables” en el método antes propuesto.
Una solución preliminar del problema b), puede ser la relación de la textura del
radargrama y la litología, la que se puede expresar en términos de varianzas
calculadas con ventanas móviles (Figura I.V.1).
Gentoiu, et al., 2005, emplean el sondeo eléctrico vertical en la variante de
polarización inducida (SEV-PI) como variable para modelar los límites de la capa
friable entre pozos de perforación; la solución consistió en corregir la estimación de
la potencia empleando SEV-PI con una función de regresión lineal entre esta variable
y la potencia medida en pozos, pero este estimador no es exacto, es sesgado y la
varianza del error no es minimizada.
Una solución más robusta es emplear SEV-PI de forma similar a la que se propone
para los radargrama; también se pueden emplear ambas variables de forma
simultánea y bajo diferentes combinaciones de estimación con drift externo y
variables secundarias colocadas.
Teixidó, 2005, discute algunas particularidades negativas del GPR; se destacan el
problema de las potencias aparentes, que dificultan la determinación precisa de las
profundidades; la atenuación de la señal con la profundidad, lo que provoca que un
mismo tipo de roca tenga respuestas diferentes en el radargrama; las capas superiores
producen apantallamiento de las inferiores. Dicho método es imposible aplicarlo en
rocas saturadas de agua y cuando la rocas tienen una conductividad extremas
25
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Perfil GPR original
250
240
230
220
10250
10270
10290
10310
10330
10350
10370
10390
10350
10370
10390
Perfil GPR filtrado
250
240
230
220
10250
10270
10290
10310
10330
Topografía
Límite entre entre limonitas y saprolitas
Límite entre entre saprolitas y rocas del basamento
Figura I.V.1 Radargramas interpretados, arriba perfil filtrado, abajo el mismo perfil con filtro
de ventana móvil y operador coeficiente de variación (cortesía de la empresa Geominera de
Oriente)
El método de GPR y el de SEV-PI se encuentran en la etapa de experimentación en
los depósitos de lateritas ferro-niquelíferas de la región, aunque se pretende aplicar el
GPR de forma extensiva en algunos yacimientos.
I.VI Comentarios sobre el estado actual de la geoestadística
en la esfera mundial
Una de las herramientas más completas para modelar los contenidos de hierro es la
geoestadística, la cual ha probado su efectividad como método de estimación durante
los últimos 30 años, en la industria minera. Su empleo ha sido extendido a otros
campos, incluso a la pesca, donde el factor tiempo, al igual que la variabilidad
espacial, juegan un papel importante (Armtrong, 1998).
La herramienta básica de la geoestadística es el variograma, se emplea para
cuantificar la correlación entre observaciones; los modelos de variograma se usan en
la estimación sobre puntos no muestreados, procedimiento que se conoce como
krigeage (o kriging en inglés) en honor al ingeniero sudafricano Danie Krige, quien,
26
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
junto Herbert Sichel llevaron a cabo los primeros pasos de la naciente ciencia en las
minas de oro de Witwatersrand. Las principales bases teóricas de la geoestadística
fueron creadas por Georges Matheron hacia los años 60 y 70, en el Centro de
Investigación de Fontainebleau, junto a su equipo de jóvenes investigadores.
En este acápite se analiza el estado actual de la geoestadística y las perspectivas de su
desarrollo en el futuro, con el objetivo de censar las técnicas disponibles para
modelar los yacimientos lateríticos ferro-niquelíferos y en especial los contenidos de
hierro, las litologías y las superficies que conforman el modelo geométrico.
I.VI.I La geoestadística como ciencia
La geoestadística se encarga del estudio de muestras repartidas en el espacio a partir
de modelos aleatorios y se define como la ciencia que estudia las variables
regionalizadas (VR) (Loc’h, 2005, Chilès y Delfiner, 1999, p.2). Los pasos básicos
para su aplicación práctica son:
1. análisis exploratorio de los datos
2. análisis estructural (cálculo y modelado de los variogramas)
3. predicción (krigeage o simulación)
La mayoría de los autores resaltan en sus publicaciones sobre geoestadística básica
conceptos tales como: variable regionalizada, función aleatoria, hipótesis
estacionaria e intrínseca, función de covarianza espacial, variograma experimental y
modelos admisibles, anisotropía, drift, efecto proporcional; efecto soporte y el
soporte de una variable regionalizada, efecto información, regularización y teoría del
krigeage; otros como la relación de aditividad de Krige (Armtrong, 1998, p. 77) o el
teorema de la aditividad (Armtrong, 1998, p. 94) son solo tratados en algunas
publicaciones. En textos más específicos aparecen conceptos menos citados aún, se
destaca el teorema de la microergodisidad (Chilès y Delfiner, 1999, p. 20) y la teoría
transitoria o geoestadística transitoria (Chilès y Delfiner, 1999, p. 24), desarrollada
por Matheron en 1965 y se emplea actualmente para determinar el error geométrico
asociado a estimaciones globales de los recursos, donde los límites del área
mineralizada no se conocen a priori (Armtrong, 1998, p. 134).
27
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Otro aspecto poco trabajado que comienza a ganar en popularidad es la
representación espectral de las funciones aleatorias, la que representa una
herramienta teórica poderosa, especialmente aplicable a las simulaciones (Chilès y
Delfiner, 1999, p. 17). De la representación espectral de las funciones aleatorias se
desprenden herramientas como el krigeage de variables complejas (Wackernagel,
1998, p. 187) y el modelo bilineal de corregionalización, empleado en la modelación
de funciones de covarianzas cruzadas no simétricas (Wackernagel, 1998, p. 194).
Los planteamientos anteriores sugieren que la geoestadística es una ciencia, del
campo de las matemáticas aplicadas, que se enriquece diariamente, gracias a un
sinnúmero de investigaciones paralelas; una gran parte de sus técnicas y enfoques de
reciente creación prácticamente no se conocen, otras simplemente han quedado casi
en el olvido. Por otra parte, su estudio sistematizado a nivel internacional gira en
torno a un grupo de técnicas básicas, las que se presentan a continuación.
I.VI.II Principales técnicas geoestadísticas y sus particularidades
La geoestadística es una ciencia joven, por ello sistematizar su conocimiento a partir
de una separación adecuada de sus principios y técnicas resulta imprescindible para
su estudio y comprensión; se recomienda la clasificación propuesta por el Centro de
Geoestadística de la Escuela de Minas de París:
1. Geoestadística lineal
2. Geoestadística no estacionaria
3. Geoestadística multivariada
4. Simulaciones
5. Geoestadística no lineal
I.VI.II.I Geoestadística lineal
La geoestadística lineal univariada constituye la base de la geoestadística en general,
está relacionada con el estudio de las variables regionalizadas que satisfacen la
hipótesis estacionaria de segundo orden o la intrínseca.
Dado un dominio o campo geométrico D ⊂ R n , con volumen positivo y un espacio
probabilístico (Ω, Α, Ρ) , una función aleatoria (FA), también llamada proceso
28
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
estocástico, es aquella de dos variables Z ( x, ω ) de forma tal que cada punto con
coordenada
x∈D , ω
denota las variables o realizaciones en el espacio
probabilístico (Ω, Α, Ρ) (Chilès y Delfiner, 1999, p.12). En la práctica las FA se
denotan de forma simplificada como Z ( x) ; sus realizaciones no son más que las
variables aleatorias regionalizadas (VR) y se denotan como z ( x) . Estos dos
conceptos son la base de la geoestadística, junto a la hipótesis estacionaria de
segundo orden y la intrínseca; también es necesario considerar el drift, denotado
como la función no aleatoria o determinística m( x ) .
La hipótesis estacionaria de segundo orden plantea que los dos primeros momentos
de Z ( x) existen y son invariantes por traslación (Chilès y Delfiner, 1999, p.16):
E[ Z ( x)] = m( x) = m
E[ Z ( x) Z ( x + h)] − m 2 = C( h)
La hipótesis intrínseca es menos restrictiva, plantea que los dos primeros momentos
de los incrementos de primer orden Z ( x + h) − Z ( x) existen y son invariantes por
traslación (Armstrong, 1998, p.19), si el drift m( x ) es cero, entonces:
E[ Z ( x + h) − Z ( x)] = 0
Var[Z ( x + h) − Z ( x)] = 2γ (h)
Donde la función γ (h) es conocida como variograma y constituye el útil principal
para el estudio de la variabilidad espacial en las geoestadísticas.
En el caso de yacimientos heterogéneos puede existir más de un dominio D ⊂ R n ,
con espacios probabilísticos (Ω, Α, Ρ) diferentes, a los que pertenecen las FA cuyos
dos primeros momentos de Z (x) y sus incrementos Z ( x + h) − Z ( x) reflejan
covarianzas espaciales y variogramas diferentes. La unión de dichas FA hace
inestable las definiciones de estacionaridad de segundo orden y la intrínseca, por
ende, también se hacen inestables los métodos de estimación y simulación empleados
para modelar Z (x) y sus realizaciones; esto explica el incremento del error en la
estimación de los contenidos de hierro de los yacimientos lateríticos.
29
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Aunque existen varias funciones de variabilidad espacial, para la estimación
solamente son usados el variograma y la función de covarianza, esta última
generalmente se infiere a partir del variograma, cuyo estimador más usual es el
mostrado por Chilès y Delfiner, 1999, p.37, Wackernagel, 1998, p. 45 y Deutsch y
Journel, 1998, p. 44, entre otros:
γ ( h) =
1 N
[ z ( x + h) − z ( x)]2
∑
2 N x =1
Este estimador es una alternativa práctica de obtención del variograma regional
definido dentro del dominio D (Chilès y Delfiner, 1999, p. 38):
γ R (h) =
1
[ z ( x + h) − z ( x)]2 dx
∫
D
∩
D
−
h
2 | D ∩ D− h |
La imposibilidad de obtenerlo de forma experimental está dada por la limitada
cantidad de muestras disponibles en el dominio D.
Una FA es estacionaria si el variograma es finito (acotado). Las funciones aleatorias
intrínsecas poseen variogramas no acotados, pero debe cumplir la propiedad
γ (h) / | h |2 → 0 cuando | h |→ ∞ (Chilès y Delfiner, 1999, p. 59), de lo contrario
estamos en presencia de una FA intrínseca de orden k (IRF-k), la cual se encuentra
en el dominio de las geoestadísticas no estacionarias.
Una vez definidas las propiedades estadísticas y la variabilidad espacial de la función
aleatoria, si éstas son adecuadas, se pueden emplear las técnicas de estimación lineal;
en el caso intrínseco se usa el krigeage ordinario, en el estacionario de segundo orden
se puede utilizar además el krigeage simple con media conocida; este último es rara
vez empleado, dada la dificultad de inferir la media, solo se aplica frecuentemente
como base de las simulaciones y los métodos no lineales, pues la media de los datos
transformados por anamorfosis gaussiana, es conocida e idéntica a cero (Armtrong,
1998, p. 94). Dentro de estas técnicas también se encuentra el krigeage de la media y
el krigeage factorial.
30
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Generalmente la estimación se realiza sobre soportes puntuales, de bloques o sobre
soportes irregulares, la varianza del bloque se calcula por métodos numéricos, de los
cuales el más aceptado es la discretización regular, con desplazamiento aleatorio de
los puntos de discretización secundarios (Bleines, et al., 2004, p. 608).
Como aspecto novedoso podemos citar el empleo de derivadas asociadas a las
ecuaciones de krigeage para la estimación del gradiente (Bleines C, et al., 2004, p.
611).
I.VI.II.II Geoestadística no estacionaria
Las FA no estacionarias son el caso opuesto a las estacionarias, siendo las intrínsecas
la posición intermedia entre estas dos; analizando la no estacionaridad en el contexto
de las Funciones Aleatorias de orden k (IRF-k) vemos que las funciones aleatorias
intrínsecas son un caso particular con k=0 (Chilès y Delfiner, 1999, p. 231).
Las FA no estacionarias poseen media, varianza y covarianzas
variables por
traslación, efecto con un impacto nefasto para la aplicación de métodos lineales de
estimación; para afrontar este problema existen dos enfoques principales: el modelo
de residuos y los incrementos de órdenes superiores; ambos persiguen obtener FA
trasformadas, que se ajustan en cierta medida a la estacionaridad de segundo orden y
la intrínseca.
El modelo de residuos
Este es el modelo básico del krigeage universal expresado por la dicotomía:
Z(x)= m(x)+Y(x), donde m(x) es el drift y Y(x) son los residuos, que pueden ser
estacionarios de segundo orden o intrínsecos. En la práctica m(x) se obtiene como
polinomios a partir de las realizaciones disponibles de Z(x), en otras ocasiones es una
función externa “conocida”.
La no estacionaridad se verifica con el crecimiento parabólico del variograma; el
drift frecuentemente aparece a larga distancia, en este caso es posible evadir la no
estacionaridad empleando un tamaño de vecindad adecuado en la estimación. El
variograma de los residuos es altamente sesgado, excepto para cortas distancias
31
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
(Chilès y Delfiner., 1999, p. 122), además de esto, la definición del drift en la
mayoría de los casos es espuria.
Por tales motivos es preferible trabajar en el contexto IRF-k, aunque éste tiene
algunos detractores como Deutsch y Journel, 1998, aludiendo fundamentalmente la
complejidad del ajuste de los modelos bajo dicho contexto.
El krigeage universal debe ser empleado solamente cuando la definición del drift es
clara, por ejemplo asociada a un fenómeno físico bien conocido y determinado
(Renard, 2005).
Las funciones intrínsecas de orden k (IRF-k)
Las funciones intrínsecas de orden k son una generalización de las funciones
intrínsecas a órdenes superiores, éstas presumen que las diferencias de orden 2+k son
invariables por traslación. El variograma también puede extenderse a órdenes
superiores (variograma generalizado), para k=1 éste queda (Chilès y Delfiner, 1999,
p. 122):
Γ1 (h) = 16 Var[Z ( x + 2h) − 2 Z ( x + h) + Z ( x)]
Lamentablemente para su construcción se requiere un muestreo regular, lo que no es
común, especialmente en el caso tridimensional, por esta razón en la práctica se
emplean las covarianzas generalizadas, que no tienen representación gráfica, pero
pueden obtenerse para cualquier arquitectura de muestreo.
Una IRF-k es admisible para una IRF-k+1, en el orden inverso dicha afirmación no
es cierta; esto implica que el número de funciones disponibles para modelar la
variabilidad espacial es mayor que en el caso de FA estacionarias o intrínsecas.
Las técnicas propias del caso intrínseco tienen sus equivalentes no estacionarios:
estimación del drift (como generalización de la estimación de la media), estimación
del gradiente, filtrado de componentes de estructuras, krigeage con error medido,
etc.; también considera el krigeage con drift externo definido a partir de la ecuación
E[Z ( x)] = a0 + a1S ( x) , donde S(x) es una función conocida (Bleines, 2004, p. 612).
32
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
El krigeage IRF-k puede ser generalizado al caso multivariado, pero aún no ha sido
implementado, a causa de la dificultad de obtención del modelo de covarianza.
El krigeage con drift externo es particularmente útil cuando se tiene información
extra, con alta densidad de muestreos en toda el área; el ejemplo típico es la
estimación de la profundidad de una capa a partir de unos pocos puntos medidos en
sondeos de exploración y una data auxiliar densa obtenida a partir de perfiles
sísmicos 2D (Bleines, 2004, p. 286); como contrapartida de este método tenemos el
cokriging con colocación, empleado cuando existe correlación espacial entre las
variables.
Para el krigeage de una combinación lineal admisible de orden k (ALC-k), debe
cumplirse la ecuación de existencia definida como λα fαl − f 0l = 0 ∀ l ≤ k , donde f es
la función que caracteriza el drift. Para que el sistema de ecuaciones sea regular no
deben existir duplicados, el modelo que caracteriza la variabilidad espacial debe ser
condicionalmente definido positivo y las funciones que caracterizan el drift no deben
ser combinación lineal de la posición de los puntos de muestreo (Renard, 2005); esta
última condición implica que existen configuraciones donde el método se indefine o
se vuelve inestable, por ejemplo si el drift es lineal (k=1) los datos agrupados en una
línea indefinen el sistema de ecuaciones lineales de krigeage; también existen
limitaciones con el número de puntos mínimos, que crece rápidamente con el orden
del drift y el número de dimensiones del dominio D (Renard, 2005).
I.VI.II.III Geoestadística multivariada
La geoestadística multivariada presupone la existencia de dos o más variables
espacialmente correlacionadas, las funciones que caracterizan dicha correlación son
empleadas para estimar y simular las realizaciones de las funciones aleatorias o
combinaciones lineales de estas; las herramientas estructurales son similares, por lo
tanto se dispone de matrices de covarianzas espaciales y de variogramas, pero
aparecen algunas especificidades.
33
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Aparece una nueva herramienta para el análisis estructural, aunque solo con interés
orientativo, pues no puede emplearse en las estimaciones; se trata del seudovariograma cruzado, para su cálculo las variables deben tener la misma unidad y las
diferencias a distancia cero deben ser estacionarias; puede ser empleada en el caso
heterotópico puro.
La heterotropía no es un fenómeno asociado a la geoestadística, es simplemente una
situación circunstancial, que indica que en un sistema multivariado solo ha sido
medida una variable en algunos de los n puntos con coordenadas x, si el fenómeno
ocurre para los n puntos, entonces se dice que el sistema es heterotópico puro; el caso
opuesto es la isotopía, la que indica que todas las variables han sido medidas en los n
puntos de medición.
En la actualidad solo están implementados estimadores basados en Funciones
Aleatorias Multivariadas cuyo modelo de covarianza es simétrico. Wackernagel,
1998, Chilès y Delfiner, 1999, entre otros, muestran dos modelos para ajustar la
corregionalización de las variables:
•
el modelo intrínseco (o proporcional) de corregionalización.
•
el modelo lineal de corregionalización
El primero es el más simple y presupone la existencia de una matriz B cuyos
elementos satisfacen Cij (h) = bij ρ (h) , donde ρ (h) es la estructura de correlación y
bij son las varianzas asociadas a cada componente, en ausencia de correlación
estadística no existe correlación espacial entre las variables.
El modelo lineal de corregionalización es una generalización al contexto
multivariado de los modelos de variograma anidados (Le Loc’h, 2005); se define
como una combinación lineal de modelos intrínsecos, donde a cada estructura le
corresponde una matriz de coeficientes B de manera tal que Cij (h) = ∑ bijl ρ l (h) .
l
34
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
En ambos casos la o las matrices B deben ser definidas positivas, para ello se debe
cumplir la condición bijl ≤ biil bljj , solo suficiente para el caso bivariado; cuando
existen más de dos variables esta condición se aplica a las covarianzas factorizadas.
Para el caso de las covarianzas asimétricas existe además el modelo bilineal de
corregionalización (Wackernagel, 1998, p. 194), pero aún no ha sido implementado
en la estimación, ni en el caso intrínseco multivariado.
Los métodos de estimación más utilizados son el cokrigeage simple y el ordinario;
para datos heterotópicos se emplea además el cokrigeage con colocación
(Wackernagel, 1998, p. 164) y el cokrigeage con colocación extendida (o cokrigeage
multicolocado) (Bleines, et al. 2004, p. 616)
En el caso isotópico estas técnicas tienen algunas ventajas sobre el modelo
n
univariado, la más importante es que se cumple la condición Z CK ( x) = ∑ Z iCK ( x) ,
i =1
por ejemplo, en la estimación de las potencias a partir del techo y el fondo de un
cuerpo mineral se verifica que: Potemcia CK ( x) = Ztopográfica CK ( x) − Zfondo CK ( x)
Bajo ciertas condiciones el cokrigeage puede ser simplificado a krigeage, esto ocurre
si las estructuras cruzadas tienen varianza cero o el modelo de corregionalización es
intrínseco
(autokrigeable).
El
concepto
de
autokrigeabilidad
se
emplea
explícitamente en la formulación del modelo ortogonal de indicadores con residuales
(Rivoirar, 1994)
Dentro de los estimadores multivariados también tenemos: el krigeage con modelo
aleatorio del drift (Deutsch y Journel, 1998, p. 68); el cokrigeage ordinario puede ser
tradicional como lo muestra Wackernagel, 1998, p. 170, y con variables
estandarizadas, para hacer adimensionales los variogramas cruzados (Deutsch y
Journel, 1998, p. 74); Wackernagel, 1998, p. 181, muestra un enfoque interesante del
análisis krigeante (en inglés, factorial kriging analysis) con diferentes procedimientos
de cálculo, según el modelo de coregionalización, también expone dos variantes para
35
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
el krigeage de variables complejas: krigeage complejo y cokrigeage de la parte
imaginaria y la real; otro método poco visto en la práctica es el krigeage de varias
variables ligadas por derivadas parciales (Bleines, et al. 2004, p 615).
I.VI.II.IV Simulaciones
Bleines, et al., 2004, p 637, define la simulación de una FA en un dominio
determinado como una realización del modelo que la describe, que reproduce su
variabilidad estadística y geoestadística (histograma y variograma). Contrario a la
realidad, la cual puede ser considerada como una realización particular de la FA, la
simulación se conoce en todo el dominio, por lo que puede ser empleada para
cálculos empíricos, como simulación de fluidos, estudios de sensibilidad y la
evaluación de los resultados bajo condiciones restrictivas, como el cutoff. En el caso
de que las simulaciones sean iguales a los valores medidos en los puntos de
medición, entonces se dice que estas son condicionales; el condicionado se puede
realizar a partir de la expresión Z sc ( x) = Z s ( x) + [Z ( x) − Z s ( x)]
K
(Bleines, et al.,
2004, p 639):
Un aspecto de vital importancia en la simulación es el rango integral, definido como
A=
1
σ2 ∫
C (h )dh ;
si este es finito, entonces la FA que caracteriza es ergódica
(Chilès y Delfiner, 1999, p. 74); sea V el dominio donde se simula la FA, se requiere
V>>A para que las propiedades del modelo original se mantengan en el modelo
simulado (Lantuéjoul, 2002).
Cuando se van a construir simulaciones lo primero es determinar las propiedades
estadísticas y geoestadísticas del campo simulado y luego se define el algoritmo
matemático que garantice reproducir las cualidades de interés, la clave del éxito
descansa en gran medida en la selección adecuada de la combinación de métodos de
simulación.
Generalmente se producen n realizaciones en paralelo, especialmente si se pretenden
simular funciones multigaussianas (Bleines, et al. 2004, p 639); entre los métodos
multigaussianos más conocidos se encuentran: el espectral, el de dilución, el de
36
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
teselación (del inglés tesselation), el de bandas rotantes, el de descomposición LU y
la simulación secuencial gaussiana.
Una adaptación a las familias de variables indicatrices (random set) del método
secuencial gaussiano es el secuencial indicador. Como alternativa a este modelo, para
simular variables categóricas, se tienen los métodos gaussiano y plurigaussiano
truncados, una explicación detallada se muestra en Armstrong, et al., 2003.
También existen modelos poco usados, como el de sustitución y el de de mosaico
(Bleines, et al. 2004, p 653), así como, el modelo Fractal, basado en el movimiento
fraccionario Browniano; además de estos métodos existen otros que modifican las
características de la imagen inicialmente simulada para forzar sus propiedades a
propiedades determinadas, de ellas las más conocidas son el método autoregresivo
determinístico (Bleines, et al. 2004, p 662) y el método de templado (en inglés
Annealing) (Deutsch y Journel, 1998).
Lantuéjoul, 2002, muestra con bastante detalle los modelos de funciones aleatorias
basados en objetos, los que son controlados por un proceso de Poisson, una familia
de random sets y variables aleatorias con la misma ley. Hasta la actualidad este
modelo es uno de los más apropiados para simular objetos como lentes de arena,
bloques flotantes en una corteza laterítica, entre otros, además, es bastante flexible y
brinda un gran número de posibilidades en cuanto a la forma de los objetos, su
rotación y combinación, así como, la intensidad del proceso Poisson, que controla la
cantidad de objetos generados; dicho proceso de Poisson, en el caso de los
yacimientos lateríticos, puede ser construido a partir de información geofísica de
GPR o SEV-PI, que resalte las zonas con mayor probabilidad de ocurrencia de
bloques flotantes, su obtención a partir de pozos de exploración es casi imposible.
Estos son algunos de los métodos de simulación más conocidos, además existen los
equivalentes multivariados, con drift externo, entre otros, aún no han sido
implementadas bajo el contexto IRF-k, al menos para el modelo multigaussiano,
aunque Chilès y Delfiner, 1999, p. 510, muestra la solución para IRF-0 y IRF-k.
37
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
I.VI.II.V Geoestadística no lineal
Bajo el término de geoestadística no lineal se agrupan las técnicas que implican una
transformación no lineal de los datos; estas se crearon para modelar variables que
luego de transformadas pueden ser tratadas con técnicas lineales, los ejemplos más
conocidos son el krigeage lognormal o de logaritmos y el krigeage multigaussiano,
donde la estimación se realiza con FA gaussianas obtenidas por anamorfosis
gaussiana.
En otro grupo se encuentra el krigeage de los indicadores de variables categóricas o
variables continuas transformadas a indicatrices; el objetivo es determinar la
distribución de la FA analizada en un soporte puntual o de bloque y con ella inferir
probabilidades o recursos, expresados en porcentajes de tonelajes de metales y
menas. Un tercer grupo que se emplea con objetivos similares, es deducido a partir
de los indicadores, pero se basa en el enfoque gaussiano, el más conocido de estos
métodos es el krigeage disyuntivo.
Si la distribución es lognormal es posible efectuar el krigeage de los logaritmos
normalmente distribuidos; el problema está en la transformación inversa, Bleines, et
al., 2004, p 622, muestran las expresiones que garantizan que esta sea insesgada.
Esta técnica tiene muchos detractores a causa de la sensibilidad a los valores
extremos.
Un método similar es el krigeage multigaussiano, donde la transformación se realiza
por anamorfosis gaussiana; generalmente se emplea el krigeage simple y la
transformación inversa no tiene mayores complicaciones (Olea, 1999, p.35), aunque,
también es posible emplear el krigeage ordinario. Martínez y Pérez, 2005 muestran
que la aplicación de este método brinda resultados ligeramente inferiores al krigeage
ordinario, para el caso del bloque O48 del yacimiento Punta Gorda; la debilidad
fundamental se encuentra en la transformación de datos con histogramas
multimodales.
El krigeage indicador provee una estimación por mínimos cuadrados de la
distribución condicional cumulativa (ccdf) para un valor de corte zk, según la
38
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
expresión [i ( x; z x )]* = E{I ( x; z k ) | (n)}* = Prob*{Z ( x) ≤ z k | (n)} (Deutsch y Journel,
1998, p. 76). Es una técnica muy flexible dada las combinaciones posibles, entre las
que se encuentran el Krigeage indicador simple, el indicador simple con media
conocida a priori, el indicador ordinario, el indicador mediano (una aplicación del
modelo de mosaico), el indicador con inigualdades, el cokrigeage indicador, el
krigeage probabilístico y el krigeage con modelo Markov Bayes.
Una aplicación frecuente del krigeage de los indicadores y sus equivalentes en el
contexto de las simulaciones es la modelación de variables categóricas, como las
litologías de un yacimiento mineral; el estimado brinda un resultado que puede ser
asumido como la probabilidad de ocurrencia, o proporción, de la litología en un
punto x, o un volumen v.
La no estacionaridad de los variogramas de los indicadores puede ser fácilmente
confundida con la estacionaridad, debido a que estos están acotados por el valor 0.5;
los variogramas indicatrices estacionarios no exceden el valor 0.25, debido a que
Var[1F ( x)] ≤ 0.25 (Armstrong, et al., 2003). Los variogramas de una indicatriz y su
complemento son iguales, para más de dos indicatrices el sistema es multivariado y
las estructuras cruzadas deben tenerse en cuenta.
Las indicatrices presentan algunas propiedades indeseables para su modelación:
aquellas que componen un random sets no son independientes; por otra parte, sus
variogramas poseen crecimiento lineal en el origen y son acotados, por ello el
modelo gaussiano y los variogramas sin meseta no son admisibles en este contexto;
la admisibilidad del modelo esférico aún se desconoce; la dificultad está data en que
el teorema de Bochner, empleado para demostrar que las funciones de variogramas
son definidas positivas en caso de variables continuas, no es aplicable en el caso de
las indicatrices (Armstrong, et al., 2003); por todos estos motivos se han creado
métodos basados en funciones gaussianas para evadir su empleo. Armstrong, et al.,
2003, también muestran que el krigeage y la simulación de las indicatrices no es
capaz, en muchos casos, de reproducir los patrones espaciales reales de variables
categóricas
39
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Existen condiciones especiales donde los indicadores ameritan ser empleados, tal es
el caso del krigeage disyuntivo; este término está asociado al hecho de que la
sumatoria de los random sets son disyuntivos, es decir son una codificación en
términos de 0,1 y su sumatoria siempre es uno, esto permite desarrollar una FA
empleado random sets de la forma f (Y ( x)) = ∑ f i 1Y ( x ) =i . El krigeage disyuntivo no
i
es más que [ f (Y ( x))] DK = ∑ f i [1Y ( x ) =i ]CK , el krigeage disyuntivo de un indicador es
i
[1Y ( x ) =0 ] DK = [1Y ( x ) = 0 ]CK .
Rivoirar, 1990, p.7; insiste en la necesidad del uso del cokriging, y las
simplificaciones que éste puede tener; si el modelo
de corregionalización es
intrínseco entonces los indicadores pueden ser estimados de forma independiente con
krigeage (modelo de mosaico); en el caso del modelo isofactorial sin efecto de borde
los residuales de los indicadores son ortogonales y el cokrigeage puede simplificarse
al krigeage independiente de los residuos de los indicadores. En el caso del modelo
isofactorial con efecto de borde no existe simplificación posible, por ello se emplea
el modelo gaussiano en lugar de las indicatrices, donde los factores son los
polinomios de hermite; el krigeage disyuntivo se obtiene por estimación con krigeage
de cada factor por separado.
Otros métodos no lineales basados en el modelo gaussiano son: la Probabilidad a
Partir de la Esperanza Condicional, el Condicionado Uniforme y las Variables de
Servicio (Bleines, et al., 2004, p 635).
Aún existen muchos problemas por resolver, quizás el de mayor interés para la
industria del petróleo sea la modelación de forma aceptable de fracturas. Chilès y
Delfiner, 1999, p. 554, muestra algunas soluciones preliminares basadas en el empleo
del modelo booleano, pero no logra definir la forma y la extensión de las fallas.
Estas son las técnicas más conocidas en las geoestadísticas; como puede verse el
desarrollo que ha alcanzado esta ciencia es considerable, atendiendo a que a
principios de los 90 la mayoría de los métodos antes mencionados no se habían
creado; muchas de las posibilidades que brindan no han sido empleadas en Cuba.
40
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
Una nueva tendencia es la de fusionar otras técnicas con la geoestadística, un
ejemplo es mostrado por Painho y Bação, 2000, quienes aplican algoritmos genéticos
a problemas de clusterización; también se tiende a remplazarla por algoritmos
genéticos y el razonamiento fuzzy (Huang, Wong, Gedeon T., 1998).
En la literatura internacional no se encontró una solución explícita para resolver el
problema de la mezcla de poblaciones de poblaciones estadísticas, cuando estas son
difíciles de separar espacialmente; éste es en sí el problema que debemos resolver,
pues dicha mezcla afecta la precisión de la estimación de los contenidos de hierro; no
obstante, como se muestra en el Capítulo II y III de este trabajo, algunas de las
técnicas mostradas permiten solucionar problemas específicos, que forman parte de
la solución final buscada.
I.VII Conclusiones
1) Es necesario considerar los contenidos de hierro asociados a cada clase litológica
como variables diferentes, para modelarlos en las unidades de selectividad
minera, debido a que las transformaciones mineralógicas que tienen lugar durante
la formación de las lateritas ferro-niquelíferas gobiernan el comportamiento de
los elementos mayoritarios, entre ellos el hierro.
2) Las diferencias entre algunos yacimiento de lateritas ferro-niquelíferas de Cuba
es bien explicada por las clasificaciones de Elias, 2002, y Golightly, 1979; estas
también permiten definir un modelo geólogo-genético representativo y sencillo
que caracteriza adecuadamente las lateritas del sector del yacimiento Moa
Oriental seleccionado como objeto de estudio; dicha clasificación es inapropiada
para algunos yacimientos, considerados como atípicos.
3) La poca potencia y la alta variabilidad del yacimiento Moa Oriental afecta la
minería y la metalurgia de sus menas, por tal motivo las unidades de selectividad
minera definidas como paneles de 33.33x33.33m, a toda la potencia del perfil, se
remplazaron por unidades de solo 8.33x8.33x3m; dicha disminución del tamaño
aumenta los errores de estimación, por lo que se requieren métodos más precisos
para modelar los contenidos de hierro.
41
�Capítulo 1 Análisis de los resultados de investigaciones precedentes...
4) Para modelar los contenidos de hierro de forma precisa, empleando técnicas
geoestadísticas, es necesario separar las poblaciones estadísticas mezcladas, las
que en este caso están definidas por los contenidos asociados a cada litología.
Dicho planteamiento se basa en la definición de función aleatoria y las
definiciones de hipótesis estacionaria de segundo orden, así como la intrínseca,
las cuales se vuelven inestables si existe mezcla de poblaciones estadísticas.
5) Es necesario crear un modelo o método que considere de forma explicita
funciones aleatorias y variables aleatorias regionalizadas con mezcla de
poblaciones estadísticas, para disminuir el error de estimación de los contenidos
de hierro. A pesar del desarrollo alcanzado por la geoestadística, a nivel
internacional, no se tienen referencias de modelos o métodos con tales
características.
6) Se concluye que el empleo de técnicas geoestadísticas permite hacer un mejor
uso de la información geofísica de GPR y SEV-PI, si esta es empleada como
variable auxiliar en la modelación de las superficies que limitan los contactos
entre algunos horizontes del perfil laterítico, en la simulación tridimensional de
las litologías en el contexto gaussiano truncado y como proceso de Poisson en la
simulación basada en objetos, la que permite modelar los bloques flotantes de
roca dura.
42
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Capítulo II
Parte
Teórica:
Procedimientos
y
métodos para la modelación
II.I
Introducción
Como se pudo apreciar en el capítulo anterior, la modelación de los contenidos de
hierro se ve afectada por la mezcla de poblaciones estadísticas, las que están
asociadas a los distintos tipos litológicos que componen el perfil laterítico; por otra
parte resulta complicado definir los límites entre cada una de las litologías, debido a
su naturaleza transicional, su complicada forma y su elevada variabilidad espacial.
También se muestra que no existe ningún método explícitamente destinado a
modelar variables afectadas por mezclas de poblaciones estadísticas difíciles de
separar. Para solucionar el problema que atañe a esta investigación, se crea un nuevo
procedimiento, el cual debe analizarse en el contexto de la modelación de
yacimientos minerales.
A continuación se discuten los aspectos teóricos relacionados con la metodología
propuesta para modelar los contenidos de hierro, entre los que se destacan: la
modelación de yacimientos lateríticos, el modelo matemático propuesto para modelar
los contenidos de hierro, la determinación de las proporciones de litologías en las
unidades de selectividad minera, así como, el problema del modelo de variograma
para datos puramente heterotópicos.
II.II
Modelación de yacimientos lateríticos
“Deposit interpretation and modeling consist of establishing the continuities, the
distribution, the limits, and the grade of the mineral/metal of interest, thereby
establishing a discrete zone or body. The basic principle for deposit interpretation is
to make maximum use of geological framework to establish the geological continuity
of the mineral/metal or other specific property of interest.”
(David, 1977)
43
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
De esta manera Michel David define el concepto de modelación de yacimientos y
recalca la importancia que tiene el conocimiento geológico en este proceso; en la
actualidad esta tarea está marcada por un elevado empleo de la informática, donde se
destaca el uso de sistemas mineros generalizados, como el Gemcom, Datamine,
Vulacan, Surpac, entre otros; dichos sistemas se complementan con la utilización de
software de usos específicos para la modelación económica, geoestadística,
ambiental y la gestión de bases de datos; también garantizan un uso óptimo de los
modelos creados en la planificación y control de la minería.
Martínez y Pérez, 2000, p.21, dividen los modelos de yacimientos en los
componentes siguientes:
1. Modelo geólogo-genético
a. Modelo descriptivo
b. Modelo genético
2. Modelo geométrico
3. Modelo matemático o de bloques
En su conjunto explican las particularidades del yacimiento modelado, lográndose la
estimación y simulación del fenómeno analizado de forma eficaz.
II.II.I Modelo geólogo-genético
El modelo genético recoge toda la información geológica relacionada con el
yacimiento objeto de estudio a partir de datos experimentales o inferidos; para ello
resulta útil establecer los procesos de evolución del depósito y la reconstrucción de
los sucesos a partir de criterios estratigráficos, mineralógicos, geoquímicos,
petrológicos, tectónicos, entre otros; para su confección se debe tener en cuenta la
mayor cantidad posible de parámetros que permitan modelar de forma efectiva cada
variable.
También resulta útil clasificar los yacimientos para sistematizar las combinaciones y
secuencias de métodos adecuados para cada grupo; tal y como se muestra en el
capítulo anterior, las mejores clasificaciones disponible hasta el momento son las
44
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
propuestas por Golightly, 1979 y Elias, 2002; además, se debe considerar un grupo
especial, compuesto por depósitos lateríticos atípicos.
El objetivo de este modelo es hacer un uso máximo de la geología durante la
modelación matemática de los contenidos de los elementos químicos y definir que
cualidades geológicas deben reflejar los modelos resultantes.
II.II.II Modelo geométrico
El modelo geométrico tiene como objetivo separar el depósito de las rocas de caja y
subdividirlo, de forma tal que los límites espaciales de cada subzona constituyan
campos geométricos D, donde las variables regionalizadas caractericen poblaciones
estadísticamente homogéneas; en cuanto a su representación, pueden ser:
� Límites físicos o explícitos
Definidos fundamentalmente a partir de superficies o sólidos.
� Límites matemáticos o implícitos
No tienen una representación física clara, pero permiten establecer
proporciones en un dominio v, definido en un espacio Rn. Donde v
constituyen las unidades de selectividad minera.
Para la determinación de los límites físicos se emplean criterios geológicos y
geofísicos, donde juegan un papel importante la cartografía y la perforación; los
sólidos y superficies se modelan de forma manual o empleando interpoladores
matemáticos.
En el caso de estudio que se presenta en el capítulo tercero solo se consideran
aquellos que limitan el modelo de bloques, éstos son: la superficie topográfica y el
fondo del depósito, definido por el contacto entre la roca madre y el horizonte
saprolítico; el fondo del depósito es difícil de estimar con precisión, su función
durante el proceso de modelación es limitar el número excesivo de unidades de
selectividad minera en profundidad, por ello se desplaza algunos metros más abajo
(Figura II.II.1).
45
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Figura II.II.1 Esquema de modelo geométrico y de bloques de 8.33 x 8.33 x 3 m visto en perfil
donde se muestran: topografía, fondo del depósito y fondo desplazado cinco metros hacia abajo
Una estimación más precisa del fondo puede lograrse empleando como información
auxiliar la superficie obtenida por interpretación de los radargramas o los datos de
SEV-PI; se recomienda utilizar una de estas dos variantes:
a) Krigeage con drift externo
b) Cokrigeage con colocación
Ambos estimadores son exactos, pero debe tenerse extrema precaución en la calidad
de los perfiles de georadar, teniendo en cuenta que la estimación en puntos no
muestreados tenderá en mayor o menor medida a la forma de dicha superficie.
Para estimar con krigeage con drift externo la superficie que define el drift debe ser
más suave que el fondo real; esta condición no es necesaria para aplicar el
cokrigeage con colocación, en este caso solo debe cumplirse que exista correlación
espacial entre la superficie real, medida en los pozos y aquella medida en los
radargramas; de estos dos métodos el más apropiado es el cokrigeage con colocación,
el cual permite evaluar, a partir de los variogramas cruzados, hasta que punto la
interpretación está en correspondencia con el fondo definido con los pozos. La
ventaja de estos métodos es que no dependen de la magnitud de la variable
secundaria o el drift externo, sino de su comportamiento en el espacio (Chilès y
Delfiner, 1999).
Los límites implícitos en las proporciones de las litologías en las unidades de
selectividad minera fueron utilizados para dar solución al problema de la
complejidad de los contactos entre las distintas clases litológicas; como se muestra
más adelante dichos límites forman parte del modelo matemático que describe el
46
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
comportamiento del hierro en el perfil laterítico y permite separar las poblaciones
estadísticas de este metal.
II.II.III Modelo de bloques
El modelo numérico o de bloques no es más que el conjunto de soportes de volumen
v sobre el cual se estiman o simulan las variables regionalizadas, por ejemplo, los
contenidos de hierro; las variantes más utilizadas son:
•
Modelo de paneles: generalmente representado en dos dimensiones, es regular
y frecuentemente cada panel contiene varias unidades de selectividad minera;
similar a este existe el grid o seam model (Gemcom©, 1999 y Lynx Mining
Systems©, 1998); formado por paneles tridimensionales e irregulares solo en
una de las tres dimensiones
•
Modelo de bloques clásico: con paralepípedos regulares de igual forma,
orientación y tamaño, los que coinciden con la unidad de selectividad minera
básica (Figura II.II.1); (Lynx Mining Systems©, 1998)
•
Modelo de bloques irregulares o poligonales (Lynx Mining Systems©, 1998)
•
Modelo con soporte puntual
En los yacimientos de menas lateritas de níquel y cobalto los más empleados son el
modelo de paneles, definido como el área de influencia de pozos de la red espaciada
a 33.33 m y el modelo de bloques clásico, con un soporte de 8.33 x 8.33 x 3.00 m
(Figura II.II.1). El modelo puntual es empleado para obtener superficies o puntos de
discretización de las unidades de selectividad minera.
II.III Estimación de variables
Los contenidos, las distribuciones estadísticas y las continuidades espaciales de los
elementos químicos, en cada horizonte del perfil laterítico, difieren como
consecuencia de los cambios en la composición mineralógica y otros factores que
controlan el proceso de lateritización.
Este fenómeno adquiere mayor relevancia en el caso de los elementos mayoritarios
(hierro, magnesio y sílice) y trae como resultado mezclas de poblaciones estadísticas
47
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
y geoestadísticas, que dificultan el análisis estructural y aumentan el error de las
estimaciones;
para mitigar su efecto se propone un modelo multivariado que
considera los contenidos de hierro en cada grupo litológico como variables
diferentes, una explicación teórica de dicho modelo se muestra a continuación.
II.IV Modelo general propuesto
Sea Z(x) una función aleatoria, dígase los contenido de hierro, pi (x) la proporción
de la litología i en el punto con vector de coordenadas x y 1i ( x) la función indicatriz
correspondientes a la litología i, para separar las poblaciones estadísticas en el
soporte puntual se propone la combinación lineal siguiente:
n
n
i =1
i =1
Z ( x) = ∑ pi ( x) Z i ( x) = ∑1i ( x) Z i ( x) = Z i0 ( x)
considerando como conocidas las proporciones pi (x) el estimador queda:
n
n
i =1
i =1
Z * ( x) = ∑ pi ( x) Z i* ( x) = ∑ 1i ( x) Z i* ( x) = Z i*0 ( x)
donde la función indicatriz se define como:
1 si i = i0
1i =
0 en caso contrario
Z i*0 ( x) es el estimador de la variable aleatoria correspondiente a la litología i0
en el punto x
Como puede verse el estimador Z * ( x) no depende de las proporciones de las
litologías ni de los indicadores, pero estos deben conocerse a priori en cada posición
x , además, se deben considerar determinísticas.
48
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Algunas de las propiedades de este modelo son:
La media:
n
n
E{Z ( x)} = E ∑ pi ( x) Z i ( x) = E ∑1i ( x) Z i ( x) = E Z i0 ( x)
i =1
i=1
{
}
La varianza:
n
n
V{Z ( x)} = V ∑ pi ( x) Z i ( x) = V ∑1i ( x) Z i ( x) = V Z i0 ( x)
i =1
i =1
{
}
La covarianza:
n
n
C(Z ( x + h), Z ( x) ) = C ∑ pi ( x + h) Z i ( x + h), ∑ pi ( x) Z i ( x)
i =1
i =1
n
n
= C ∑ Z i ( x + h), ∑ Z i ( x)
i =1
i =1
= ∑ C(Z i ( x + h), Z i ( x) ) + ∑ C(Z i ( x + h), Z j ( x) ) + ∑ C(Z j ( x + h), Z i ( x) )
n
i =1
i≠ j
i≠ j
El variograma:
n
i =1
n
γ (Z ( x + h), Z ( x) ) = γ ∑ pi ( x + h) Z i ( x + h), ∑ pi ( x) Z i ( x)
i =1
n
n
= γ ∑ Z i ( x + h ), ∑ Z i ( x )
i =1
i =1
= ∑ γ (Z i ( x + h), Z i ( x ) ) + 2∑ γ (Z i ( x + h), Z j ( x ) )
n
i =1
i≠ j
Dicho modelo puede ser implementado a partir del uso de las técnicas clásicas de la
geoestadística multivariada para estimar o simular cada una de las n variables Z i*0 ( x) ;
el problema está en como definir el modelo de covarianza si el sistema es puramente
heterotópico y los variogramas experimentales cruzados no están definidos
(Wackernagel, 1998, p. 159).
Para el soporte de bloques v el modelo se define como:
ni
Z (v) = ∑ pi (v)Z i (v)
i =1
49
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
ni
Z * (v) = ∑ pi (v)Z i* (v) =
i =1
1 ni
1 ni
p
(
x
)
Z
(
x
)
dx
=
∑ i 0 i
∑ pi (v) ∫ Zi ( x)dx
v i =1 ∫v
v i =1
v
ni
Donde pi (v) es conocido a priori y
∑ p (v) = 1 ; además, para que el modelo sea
i
i =1
válido se asume que las proporciones son homogéneas dentro del volumen v , es
decir pi ( xo ) = pi (v) ∀ xo ∈ v ; dicha propiedad no es del todo realista, debido a que la
composición litológica depende de la posición dentro del bloque.
Otro problema que se presenta en el modelo definido para el soporte de bloque es
que el variograma y la covarianza media en v, y entre un punto y v dependen de las
proporciones, las que solo reescalan la varianza, pero no transforman ni el alcance ni
el modelo de variabilidad espacial, debido a la suposición pi ( xo ) = pi (v) ∀ xo ∈ v ; la
demostración se muestra a continuación:
CFe j Fek (v, x) = Cov{p j (v) Fe j (v), Fek ( x)}
considerando la definición:
CFe j Fek (v, x) =
∫ Cov{p ( y) Fe ( y), Fe ( x)}dy
1
V
j
V
j
k
considerando nuevamente que: pi ( xo ) = pi (v) ∀ xo ∈ v
∫ Cov{Fe ( y), Fe ( x)}dy
(v, x) = p (v)Cov{Fe (v), Fe ( x)}
CFe j Fek (v, x) = p j (v)
CFe j Fek
j
1
V
j
V
j
k
k
De forma similar
CFe j Fek (v, v) = p j (v) pk (v)Cov{Fe j (v), Fek (v)}
Partiendo de que dichas proporciones son homogéneas, si se obvian, el resultado de
la estimación usando cokriging no se afecta, pero sí la varianza de estimación, lo que
limita su empleo en las simulaciones; aunque, se supone que esta es igual a la
varianza de estimación multiplicada por la proporción en el caso del cokrigeage
simple.
50
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Una solución práctica a este problema es emplear un modelo discretizado del soporte
v, para que ni los estimadores Z i*0 ( x) ni las covarianzas dependan de las
proporciones; en tal caso, la irrealista suposición de que pi ( xo ) = pi (v) ∀ xo ∈ v es
innecesaria; la discretización se implementa usando puntos regularmente espaciados
y con una densidad adecuada; los valores medios de la variable estimada en v se
obtienen promediando los valores estimados en cada uno de los Q puntos de
discretización.
II.V Estimación de los contenidos de los elementos
químicos, según el modelo propuesto
El modelo propuesto en el acápite anterior tiene la particularidad de ser multivariado
y puramente heterotópico, con un número de variables igual a la cantidad de grupos
litológicos presentes en el depósito; las proporciones de las litologías se asumen
conocidas a priori y no deben tener ninguna influencia en el sistema de ecuaciones de
cokrigeage, para poder emplear software comerciales durante su implementación.
El cokrigeage se define partiendo del modelo general propuesto para el soporte
puntual, el estimador es:
n
n
n
m
i =1
i =1
i =1
j
Z * ( x0 ) = ∑ pi ( x0 ) Z *i ( x0 ) = ∑1i ( x0 ) Z *i ( x0 ) = ∑1i ( x0 )∑ λij Z *i ( x j )
como solo existe una litología i0 en x0
n
m
i =1
j
Z * ( x0 ) = Z i*0 ( x0 ) = ∑∑ λij Z *i ( x j )
m
Donde
∑λ
j
i
j
1 si i = i0
=
0 en caso contrario
Éste es el estimador clásico de cokrigeage ordinario en soporte puntual, por lo que no
depende de las proporciones de las litologías, a partir de él se deducen las ecuaciones
que conducen al cokrigeage ordinario:
51
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Condición de no sesgo:
[
] [
E Z * ( x 0 ) − Z ( x 0 ) = E Z * ( x 0 ) − Z i ( x0 )
]
n m
= E ∑∑ λij Z *i ( x j ) − Z i ( x0 )
i =1 j =1
*
= E Z i ( x 0 ) − Z i ( x0 )
[
]
=0
La varianza del error:
2
n m
j *
σ = E ∑∑ λi Z i ( x j ) − Z i ( x0 )
i=1 j =1
2
n m
j *
= E ∑∑ λi Z i ( x j )
i=1 j =0
2
E
n
m j mp
n
= ∑∑∑∑ λij λkp Cik ( x j , x p )
i =1 k =1 j =0 p =0
en términos de variogramas
n
m
n
n
m j mp
σ E2 = 2∑∑ λij γ ii ( x j , x0 ) −γ ii ( x0 , x0 ) − ∑∑∑∑ λij λkpγ ik ( x j , x p )
0
i =1 j =0
0
i =1 k =1 j =1 p =1
Esta covarianza del error es exactamente igual a la usada para deducir el sistema de
cokrigeage ordinario clásico, por lo tanto, para implementar el método se pueden
emplear
software
comerciales
como
ISATIS
de
Geovariances
(www.geovariances.fr).
Un ejemplo:
Suponga que se quiere estimar el contenido de hierro en el punto ( Fe( x0 ) ),
conocemos a priori que en la posición x0 la litología definida es la 2; también se
conocen los valores de Fe1 ( xα ) y Fe2 ( xβ ) ; en notación matricial el sistema queda:
γ Fe1 ( xα , xα )
γ Fe1, 2 ( xα , x β )
1
0
γ Fe1, 2 ( xα , x β )
γ Fe 2 ( x β , x β )
0
1
1
0
0
0
0 λ Fe1 ( xα ) γ Fe1, 2 ( x0 , xα )
1 λ Fe 2 ( x β ) γ Fe 2 , 2 ( x0 , x β )
=
0
0 − µ1
1
0 − µ 2
52
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
el estimador es:
Fe* ( x0 ) = Fe2* ( x0 ) = λFe1 ( xα ) Fe1 ( xα ) + λFe2 ( x β ) Fe2 ( xβ )
y la varianza de cokrigeage:
2
σ CK
= λFe ( xα ) γ Fe ( x0 , xα ) + λFe
1
1, 2
2 ( xβ
)
γ Fe2 , 2 ( x0 , xβ ) + µ 2
Para estimar los contenidos medios de hierro en v, a partir del estimador puntual, se
emplea un modelo de discretización regular (Figura II.V.1); los pasos a seguir son:
1. Se estiman los valores de hierro por litología en cada punto de discretización q,
empleando cokrigeage ordinario puntual, con el estimador:
n
m
i =1
j
Fei* (q) = ∑∑ λij Z *i ( x j )
m
donde
∑λ
j
i
j
1 si i = i0
=
0 en caso contrario
2. Se calculan las medias de los q valores estimados en el bloque v, para cada
variable Z i* (v) .
[
]
E * Z i* (v) ≅
1 Q
∑ ( Z q ) * ( xq )
Q q =1 i
∀ q ∈v
3. Para obtener el estimador del contenido global de hierro en el soporte de bloques
discretizado, según el modelo general propuesto, se emplea la expresión:
ni
[
Z * (v) = ∑ pi (v)E * Z i* (v)
]
i =1
Figura II.V.1 Esquema de discretización regular del bloque v, con dimensiones 8.33 x 8.33 x 3 m
Es posible extender este método de cálculo a otros tipos genéticos de yacimientos, en
tal caso, si los límites entre una litología y otra están bien definidos, para calcular la
53
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
media
de Z i*0 (v) solo se tienen en cuenta los puntos de discretización donde la
litología es D ⊂ R n .
Esta metodología también puede emplearse para simular los contenidos de hierro en
el soporte v, en lugar de estimarlos; la varianza de las N realizaciones simuladas
condicionalmente sirve como criterio sólido de la incertidumbre asociada a la
estimación, la media debe converger a los valores krigeados.
Si las proporciones de las litologías también son simuladas, la incertidumbre se
puede descomponer en aquella relacionada con la simulación de las litologías y la
relacionada con la simulación de los contenidos de hierro, ambas pueden verse
afectadas ligeramente por los valores de las muestras empleadas en el
condicionamiento de las simulaciones.
Es importante destacar que las proporciones, consideradas como determinísticas, son
realmente estimadas o simuladas y aportan un error extra, por lo que la metodología
propuesta se recomienda solamente para los casos donde el error aumenta
considerablemente a causa de las mezclas de poblaciones estadísticas, o se pretende
tratar de conocer los contenidos asociados a cada litología en los bloques v.
Nótese que el hecho de lograr separar por litologías los contenidos, en una unidad de
selectividad minera, constituye una mejoría importante en la calidad de la
información que brindan los modelos; esto permite conocer en una mezcla de menas
cuanto hierro, níquel u otro elemento químico modelado aporta cada litología. Dicho
aspecto tiene especial relevancia para la planificación minera, pues el proceso
metalúrgico no se comporta igual con dos volúmenes de material de composición
mineralógica diferente, aunque los contenidos medios de algunos elementos
químicos sea el mismo.
Este procedimiento es fácilmente extensible al campo de las simulaciones
estocásticas, también es posible considerar el contexto IRF-k y la dicotomía del
krigeage universal. Para el caso de la estimación con métodos no lineales, como el
krigeage disyuntivo, no se tiene certeza de su aplicabilidad.
54
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
II.VI Procedimiento
para
determinar
el
modelo
de
variograma multivariado, en el caso de datos puramente
heterotópicos
El modelo multivariado propuesto está definido sobre datos con heterotopía pura, por
lo que resulta imposible calcular los variogramas experimentales cruzados
(Wackernagel, 1998, p. 159); esto no implica la indefinición del modelo de
variabilidad espacial; la heterotopía pura generalmente es un fenómeno
circunstancial, dado por la medición de solo una variable del sistema multivariado
Z(x), en los puntos de medición con coordenadas x. Dicho sistema multivariado
puede definirse como:
n
Z ( x) = ∑1i Z i ( x)
i =1
En esta combinación lineal las funciones aleatorias Z i (x) están definidas en x ,
aunque no jueguen ningún papel sobre Z (x) .
Para obtener el modelo se propone un método basado en el principio de prueba y
error; el procedimiento consiste en crear arbitrariamente un listado de modelos
candidatos y seleccionar de ellos el que mejores resultados muestre en la validación
cruzada, la solución no es única y el listado debe definirse cuidadosamente a partir de
los criterios siguientes:
•
Propiedades de los modelos multivariados de covarianza admisibles.
•
Criterios orientativos, análisis del fenómeno físico y herramientas alternativas,
como el seudo variograma cruzado.
55
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
II.VI.I Propiedades de los modelos multivariados de covarianza
admisibles y ajuste del sistema multivariado
La geoestadística multivariada tiene varias especificidades, las que deben tenerse en
cuenta para modelar la variabilidad espacial cruzada de las funciones aleatorias
Z i (x) . Los útiles fundamentales para esta tarea son:
1. La covarianza cruzada
a. Centrada
Cij (h) = Cov[Z i ( x), Z j ( x + h)]
b. No centrada
K ij (h) = E[ Z i ( x) Z j ( x + h)]
2. La correlación cruzada
ρ ij (h) =
Cij (h)
σ iσ j
3. El variograma cruzado
1
2
γ ij (h) = E[(Z i ( x + h) − Z i ( x))( Z j ( x + h) − Z j ( x))]
4. El seudo variograma cruzado
1
2
ψ ij (h) = E[( Z j ( x + h) − Z i ( x)) 2 ]
La covarianza centrada no es afectada por la heterotropía, pero su estimador
solamente es admisible bajo condiciones estrictas de estacionaridad de segundo
orden y la media debe ser conocida; el seudo variograma cruzado, requiere que las
FA Z i (x) sean estacionarias a distancia cero y próximas a la estacionaridad de
segundo orden, además siempre es positivo. La práctica ha demostrado que en la
mayoría de los casos el ajuste solo se logra a partir de los variogramas
experimentales, directos y cruzados; las otras herramientas del análisis estructural
tienen un carácter orientativo, algunas de sus ventajas y desventajas fueron discutidas
en el acápite I.VI.II “Principales técnicas geoestadísticas y sus particularidades”
En la geoestadística multivariada la variabilidad espacial se modela bajo dos
contextos fundamentales: la coregionalización intrínseca, caracterizada por una
56
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
matriz de coeficientes B y un modelo único de correlación espacial ( [B]ρ (h) ) y la
lineal, la cual no es más que una combinación lineal de P términos del tipo
([B]ρ (h)) p .
En ambos casos la suma de las estructuras están acotadas por la
desigualdad bii b jj − bij2 ≥ 0 ∀ i,j , lo que reduce considerablemente el campo de
existencia de los posibles modelos que se probarán en la validación cruzada; la lista
será pequeña, si se eligen variaciones groseras de cada uno de los miembros de las
matrices Bp (Figura II.VI.1).
Atendiendo a esto, el procedimiento a seguir para modelar los variogramas
multivariados en el contexto puramente heterotópico es:
1. Calcular los componentes directos de los variogramas experimentales
multivariados.
2. Ajustarlos, bajo el modelo lineal o intrínseco de corregionalización, asignando
correlaciones cruzadas nulas.
3. Realizar un análisis del fenómeno físico, e investigar otros indicadores como la
covarianza y seudo variograma cruzado, para determinar a priori el grupo de
modelos que se comparará; recordando que si las estructuras directas no son
estacionarias de segundo orden los estimadores de ψ ij (h) y Cij (h) serán
altamente sesgados.
4. Definir el listado de estructuras que serán comparadas, considerando posibles
iteraciones.
5. Realizar validación cruzada con cada uno de estos modelos y seleccionar el más
adecuado.
6. Si resulta conveniente y evidente la convergencia hacia una estructura en
específico se repite el procedimiento a parir de 4, tratando de refinar el modelo.
Varios modelos diferentes pueden dar resultados similares, no se conoce ningún
teorema que demuestre la existencia de una solución única y la convergencia hacia
esta; por otra parte, los variogramas cruzados pueden tener formas complejas debido
a las posibles combinaciones de los coeficientes bijp , esto también aumenta
considerablemente el número de modelos candidatos.
57
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
γ ij (h )
0
Cov( z i , z j )
h
Figura II.VI.1 Ejemplo de variograma cruzado y su modelo.
En líneas discontinuas se
representa el límite de admisibilidad (modificado de Bleines, et al., 2004, p. 203)
II.VI.II
Criterios orientativos para la selección de los parámetros de las
estructuras cruzadas del modelo de variograma
Es posible reducir la cantidad de modelos a probar partiendo de los criterios
siguientes:
a) El fenómeno físico
b) Herramientas de auxiliares para el análisis estructural.
c) Modificación de la base de datos a una base de datos parcial o totalmente
isotópica:
a. Por medio de una regularización
b. Por medio de un cambio de dimensión de los datos de los sondeos.
Dichos criterios no permiten obtener directamente los coeficientes bijp de las
estructuras cruzadas, pero brindan una idea de la correlación espacial y su signo;
éstos son solo para orientar la selección a priori de los modelos.
Analizando el fenómeno físico, es decir, el comportamiento de los contenidos de
hierro en el perfil laterítico, se puede asumir que la correlación espacial de dicha
variable regionalizada es mayor en dos horizontes consecutivos, esta afirmación es
particularmente cierta a medida que la transición de uno hacia el otro es más gradual.
Las herramientas auxiliares para el análisis estructural son aquellas con estimadores
de la correlación espacial cruzada que están definidas para el caso heterotópico puro
y permiten obtener una idea preliminar de la forma y el valor aproximado de la
58
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
meseta en el caso estacionario; entre ellas se destacan la parte simétrica de la
covarianza cruzada y el seudo-variograma cruzado.
Otra alternativa es la reconstrucción de la base de datos, pasando a dos dimensiones
o regularizando las muestras; en el primer caso se toma la media de los contenidos de
hierro por litología en cada pozo; en el segundo, se efectúa la regularización tratando
de que coexistan al menos dos variables en una misma muestra. Estas variantes
deben ser tratadas cuidadosamente pues tales artificios pueden mostrar estructuras
falsas; en el método de regularización solo se revela, de forma artificial, el
comportamiento en las zonas de contacto.
II.VII Estimación de las proporciones de las litologías en el
volumen v
Las proporciones consideradas como conocidas y determinísticas en el modelo
general realmente propuesto en el acápite II.IV, en realidad son desconocidas y
aleatorias, por lo que es necesario estimarlas o simularlas a partir de la variable
L( x) = { A, B, C ,...N L } , la cual representa las clases litológicas en el depósito; para
ello L(x) debe ser trasformada en una familia de indicadores (random set)
1 si L(x) = Li
1i ( x) =
donde i = 1,..., N L
0 en caso contrario
Las proporciones de cada litología en las unidades de selectividad minera pueden ser
expresadas en términos de probabilidades a partir de la siguiente expresión:
P{1i (v) = 1} = E{1i (v)}
y se debe cumplir que:
0 ≤ P{1i (v) = 1} ≤ 1
NL
∑ P{1 (v) = 1} = 1
i
i =1
59
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
En el campo de las geoestadísticas existen dos contextos fundamentales para modelar
las litologías:
•
El krigeage y la simulación de los indicadores
•
La simulación en el contexto gaussiano y plurigaussiano truncado
Algunas propiedades de las familias de indicadores fueron discutidas en el acápite
I.VI.II.V “Geoestadística no lineal”.
Muchas veces el krigeage y la simulación de los indicadores no reproducen la textura
real de las litologías y sus contactos, debido a que dichos aspectos no están incluidos
en la definición y formulación matemática del método, aunque, son innumerables los
ejemplos donde han sido empleados exitosamente para modelar yacimientos
minerales y reservorios de petróleo y gas; otra desventaja es que son muy sensibles al
muestreo selectivo, lo que implica que los sondeos de exploración deben cortar todos
los horizontes del perfil laterítico y la roca tenderá a estar muy mal representada en
las estimaciones, debido a su muestreo limitado.
Las gaussianas truncadas constituyen un enfoque más elaborado, el cual permite
modelar depósitos formados por litologías con relaciones complejas. La idea básica
es simular una variable gaussiana (modelo gaussiano truncado), o dos (modelo
plurigaussiano) y luego, empleando el rock type rule, las proporciones locales y la
correlación entre las gaussianas, se truncan y se reconvierten nuevamente a valores
categóricos que representan las litologías.
Una explicación detallada de este método es mostrada por Armstrong, et al., 2003; su
principal ventaja está en la capacidad de controlar la naturaleza y aspecto de los
contactos entre las litologías, incluso, evita aquellos que no son admisibles; también
puede reproducir la textura original del yacimiento simulado; en ocasiones es
necesario combinarlo con otros métodos de simulación basados en objetos para
modelar algunas litologías con características especiales, como los bloques flotantes,
meandros y diques.
60
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
Los pasos básicos de la simulación plurigaussiana son:
1. Selección del tipo de modelo, definido por el rock type rule
2. Estimación de los valores de los parámetros necesarios para simular las
litologías, éstos son:
a. Las proporciones verticales, para un nivel de referencia dado
b. Los variogramas plurigaussianos y sus modelos
3. Generar los valores de las gaussianas en los pozos de exploración empleando el
gibbs sampler
4. Simular condicionalmente las gaussianas en una rejilla densa
5. Transformarlas nuevamente en variable categórica por truncado
El paso 4 se realiza con las herramientas tradicionales de la geoestadística, en
ISATIS 5.1 está implementado usando el método de bandas rotantes mejorado.
Teóricamente en esta etapa se pueden emplear todas las potencialidades de la
simulación en el contexto gaussiano (Armstrong, et al., 2003), por lo que es posible:
a) Cosimular las variables gaussianas empleando como variables secundarias los
contenidos de los elementos mayoritarios del perfil laterítico.
b) Cosimular con colocación las gaussianas empleando como variable colocada
radargramas filtrados u otro dato geofísico que caracterice correctamente las
litologías.
c) Simular con drift externo, empleando como drift externo las mismas variables
auxiliares del caso b).
Como la simulación plurigaussiana está implementada solamente para el soporte
puntual, las proporciones se calculan a partir de un modelo discretizado de los
bloques v, similar al mostrado en el acápite II.V (Figura II.V.1).
II.VIII Otros modelos
ni
El modelo general propuesto para el soporte de bloques: Z (v) = ∑ pi (v)Z i (v) , el
i =1
cual separa las poblaciones con características desiguales, quizás pueda ser
reemplazado por uno que disminuya el efecto de dichas diferencias; Martínez y
Pérez, 2005, hacen una comparación de varios métodos, sin separar poblaciones
61
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
estadísticas, demuestran que los resultados son aproximadamente similares para el
caso de estudio analizado (Bloque O48 del yacimiento de lateritas ferro-niquelíferas
Punta Gorda), los métodos fueron:
1. Inverso del cuadrado de la distancia
2. Krigeage simple
3. Krigeage ordinario
4. Krigeage multigaussiano
5. Krigeage lognormal
6. Krigeage con modelo de spline
7. Simulación gaussiana secuencial
8. Simulación condicional por el método de bandas rotantes
Con los mismos datos también se probó el krigeage universal y el krigeage IRF- k, el
primero resultó ser menos preciso y el segundo mostró valores similares a los
obtenidos por los otros métodos, pero con errores extremos en zonas poco
muestreadas y extrapoladas; por ello se considera que para encontrar modelos
alternativos es necesario buscar en el contexto multivariado.
La precisión de las estimaciones pudiera mejorarse obviando las diferencias entre las
poblaciones estadísticas, pero empleando un modelo de variabilidad espacial más
robusto que explique de forma “implícita” el cambio de una población estadística a
otra; tal modelo pudiera ser uno multivariado, donde se tenga en cuenta los
elementos mayoritarios del perfil laterítico (Fe, Si, Mg y posiblemente Al).
También es posible, desde el punto de vista teórico, combinar ambos enfoques:
separando los contenidos por litologías y considerando otros elementos químicos; se
tendría entonces un sistema de N*M variado, donde N indica el número de
poblaciones estadísticas y M el número de elementos químicos, éste sería mucho más
informativo, pero demasiado complejo para modelar en el contexto de la
coregionalización lineal, debido a la cantidad de estructuras cruzadas y directas
existentes.
62
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
II.IX Conclusiones
1) Se muestra que el enfoque sistémico de la modelación de yacimientos minerales,
formado por tres componentes básicos, el modelo geólogo-genético, el
geométrico y el matemático, permite integrar de forma eficiente la información
geológica durante la modelación matemática.
2) El modelo geólogo-genético puede ser expresado por medio de los modelos
geométricos y matemáticos, y en especial, por el modelo matemático que
describe el comportamiento del hierro en el perfil laterítico, si este es sencillo y
representativo.
3) Los límites implícitos en las proporciones de las litologías constituye una
novedad en cuanto a la geometrización de yacimientos con límites complejos;
permite evitar la necesidad de modelar las complicadas, variables y mal definidas
superficies que limitan cada horizonte del perfil laterítico, cuyo error de
modelación es usualmente elevado.
4) El modelo matemático que se propone para describir el comportamiento del
hierro en el perfil laterítico permite deducir un estimador que disminuye el error
de estimación, a partir de la separación de los contenidos por litología. Debido a
que la litología controla el comportamiento de los elementos químicos
mayoritarios del perfil laterítico, este modelo puede ser generalizado al caso del
magnesio y la sílice; además, brinda un mayor grado de información, pues
permite conocer los contenidos asociados a cada litología en la unidad de
selectividad minera.
5) El método interactivo propuesto para modelar los variogramas multivariados a
partir de datos con heterotopía pura permiten realizar el cokrigeage en el caso
heterotópico puro, considerado hasta entonces sin solución.
6) Se propone, como método geoestadístico más apropiado para modelar las
litologías, la simulación en el contexto gaussiano truncado, el cual nunca antes se
ha utilizado para modelar los yacimientos ferro-niquelíferos cubanos y no se
tiene referencia de su aplicación en otros yacimientos similares, de otras regiones
del mundo; su efectividad puede ser mejorada a partir del empleo de variables
auxiliares densamente muestreadas (GPR y SEV-PI)
7) La discretización de las unidades de selectividad minera, que se propone, permite
estimar las proporciones de las litologías simuladas en el contexto gaussiano
63
�Capítulo 2 Parte Teórica: Procedimientos y métodos para la modelación
truncado, además posibilita el uso de softwares comerciales para implementar los
estimadores deducidos a partir del modelo matemático que se definió para
describir el comportamiento del hierro en el perfil laterítico.
64
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Capítulo III Modelación de los contenidos de hierro
en un sector del yacimiento Moa Oriental
III.I Introducción
El yacimiento Moa Oriental está situado en el municipio Moa, al noreste de la
provincia de Holguín (Figura III.I.1); está concesionado a la empresa Comandante
Pedro Soto Alba (Moa Nickel S.A.), quien extrae el níquel y el cobalto empleando la
tecnología PAL, por lo que generalmente solo se explotan las limonitas, aunque, se
ha considerado la posibilidad explotar las menas saprolíticas, como parte de un
proceso de expansión de dicha empresa.
La minería se realiza a cielo abierto por el método de bancos, los que tienen tres
metros de altura y están seccionados en bloques o unidades de selectividad de
8.33x8.33x3.00 m; los contenidos de hierro modelados en dicho soporte se utilizan
para controlar la calidad de la masa mineral, pero el error con que se estiman se
incrementa considerablemente a causa de su desigual comportamiento en las distintas
clases litológicas que componen el perfil laterítico.
Para este trabajo se seleccionó un sector de un kilómetro cuadrado de superficie,
situado al oeste del yacimiento, donde que se comenzó a minar recientemente; en
esta zona coexisten tres campañas de exploración, por lo que la densidad de pozos es
bastante alta, la primera se efectuó por la empresa Geominera de Oriente a partir del
1985, con una red regular cuadrada de 33.33 m de espaciado (R33); las campañas
subsiguientes fueron realizadas por la empresa Pedro Soto Alba quien inicia en el
1999 a perforar una red con pozos separados a 66.66m (R66) centrados en R33 y en
el año 2000 otra densificación hasta aproximadamente 16.66m (R16), ésta última
solo para el área donde se planificó iniciar la explotación minera.
La arquitectura de las redes de pozos de estas campañas se muestra en la Figura
III.I.2, las dos últimas fueron perforadas solamente hasta el tope de las saprolita y los
ensayos se efectuaron para las muestras ubicadas en los horizontes de interés
industrial, debido a razones económicas; la red R33 corta el depósito en toda su
65
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
potencia, pero en ella solo se analizaron los contenidos de Co, Fe, Ni y se describió
la litológica.
Para analizar los contenidos de hierro se emplearon tres técnicas analíticas diferentes:
absorción atómica, espectroscopia de fluorescencia de rayos X e ICP, sin embargo,
los valores de hierro medidos son comparables y las tres campañas de exploración
son empleadas en la modelación (Anexo III: “Reconciliación de los datos”)
Antes de utilizar estos datos se chequeo cuidadosamente la existencia de posibles
errores y duplicados. En la Tabla III.I.1 se muestran los códigos litológicos locales y
sus categorías equivalentes en el contexto internacional; la caracterización de las
muestras obtenidas durante la perforación se realizó de forma visual.
Oceano Atlántico
0
2000
Ríos y arroyos
Límite del yacimiento Moa Oriental
Yacimiento
Moa Oriental
Sector objeto de estudio
74°
20°
84°
81°
78°
Figura III.I.1 Esquema con ubicación geográfica del sector objeto de estudio.
66
75°
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
0
50
100
Legend
R 16
R 33
R 66
0
500
1000
Figura III.I.2 Plano de datos reales del área de estudio
Tabla III.I.1 Códigos litológicos
Código
litológico
1
2
3
4
5
6
7
17
47
Clasificación Local
Equivalente internacional
Ocres Inestructurales con Perdigones
Ocres Inestructurales sin Perdigones
Ocres estructurales Finales
Ocres estructurales Iniciales
Serpentinitas alteradas
Rocas básicas alteradas
Serpentinita dura
Harzburguita
Dunita
Ferricreta y cobertura limonítica
Limonita
Saprolita
Roca madre
III.II Análisis estadístico
El análisis estadístico es una herramienta que permite comprender el comportamiento
de las variables estudiadas y algunos aspectos geológicos; además, es una etapa
inviolable de cualquier estudio geoestadístico, por las implicaciones que pueden
tener la varianza, la media y la distribución en el análisis estructural y la adecuada
selección de los métodos de estimación y simulación.
67
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
III.II.I Calidad de los datos
Se analizaron las cualidades de las base de datos que pueden influir negativamente en
las subsiguientes etapas de la investigación, una de ellas es la existencia de tres
campañas de exploración perforadas, descritas y analizadas por compañías,
laboratorios y técnicas analíticas diferentes. Para determinar si es posible emplearlas
a todas se realizó un análisis del grado de similitud de la información referente a los
contenidos de hierro y la litología, los resultados se muestran en el Anexo III.
La longitud predominante de las muestras ensayadas, de las tres campañas de
perforación, es de aproximadamente un metro (Tabla III.II.1), por lo tanto, para
estimar o simular los contenidos de hierro no es necesaria la regularización; aunque,
en el basamento las muestras suelen ser pequeñas, debido a razones económicas y
técnicas.
En las campañas de exploración R16 y R66, el escombro superior no es ensayado y
los testigos de perforación pueden alcanzar hasta dos y tres metros de longitud; los
pozos de estas dos campañas solo llegan hasta los primeros metros de la litología 4,
por lo tanto, la densidad de muestras con información de los contenidos de hierro, en
la dirección vertical, aumenta hacia los horizontes con litologías 2 y 3; esto se conoce
como clusterización de los datos (del inglés clustering) y puede introducir errores
durante la modelación de los contenidos de hierro y las litologías.
Las litologías están descritas en muestras de diferente tamaño, las que pueden ser
cortas hacia la clase litológica L7 y muy largas hacia la litología 1, por lo que se
recomienda realizar la discretización de los intervalos muestreados, a un metro de
longitud, antes de modelar esta variable.
Las rocas del basamento están mal caracterizadas, con respecto a la descripción
litológica, además, las perforaciones solo cortan unos pocos metros bajo el límite
inferior de las saprolitas; al modelar las litologías esto puede afectar los resultados,
teniendo en cuenta que las proporciones juegan un papel importante en la simulación
gaussiana truncada y pueden afectar la estimación de las indicatrices; la diferencia
entre las proporciones de las distintas clases litológicas también puede provocar
68
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
errores de estimación sistemáticamente localizados en los horizontes menos potentes
del perfil laterítico.
Tabla III.II.1 Resumen de la longitud de los intervalos de muestreo por campaña de exploración
Campaña de Longitud del intervalo de
exploración
muestreo (L) en metros
0.00 < L ≤ 0.60
0.60 < L ≤ 1.12
1.12 < L ≤ 1.18
R 33
1.12 < L ≤ 3.00
L > 3.00
L = 1.00
Total
0.00 < L ≤ 0.60
0.60 < L ≤ 1.12
1.12 < L ≤ 1.18
R 16
1.12 < L ≤ 3.00
L > 3.00
L = 1.00
Total
0.00 < L ≤ 0.60
0.60 < L ≤ 1.12
1.12 < L ≤ 1.18
R 66
1.12 < L ≤ 3.00
L > 3.00
L = 1.00
Total
Frecuencia (%)
Muestras ensayadas
2.22
97.27
0.00
0.50
0.00
96.73
100
2.76
96.31
0.16
0.04
0.00
93.92
100.00
4.51
93.46
0.00
1.91
0.12
90.77
100.00
No ensayadas
3.51
47.47
3.10
31.48
14.14
46.34
100.00
4.47
26.81
0.00
35.75
32.97
25.22
100.00
III.II.II Estadística descriptiva general
Para el análisis estadístico se consideró R33 como una muestra representativa, donde
no se pone de manifiesto el muestreo preferencial introducido por los pozos de las
campañas de exploración R16 y R66, los que causan sesgo en los estimadores de los
estadígrafos (Tabla III.II.2); otra fuente de sesgo es la existencia de mezcla de
poblaciones estadísticas, bien representada en la bimodalidad de los histogramas
(Figuras III.II.1 y III.II.4).
69
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Tabla III.II.2 Estadística descriptiva de los contenidos de hierro
Frecuencia %
Fe
Fe en R33
Número de valores
53063
36012
Mínimo
3.00
3.00
Máximo
57.40
57.40
Media
39.03
35.66
Mediana
47.10
46.00
Primer cuartil
37.20
16.30
Tercer cuartil
49.00
48.50
Varianza
253.00
313.30
Desviación estándar
15.906
17.70
Coeficiente de variación
0.41
0.50
Coeficiente de asimetría
-1.34
-0.90
Curtosis
4.08
-1.00
Estadígrafo de Kolmogorov-Smirnov (K-S)
0.29
0.27
Valor crítico del estadígrafo K-S, alpha=.10 0.005
0.01
Valor crítico del estadígrafo K-S, alpha=.05 0.006
0.01
Valor crítico del estadígrafo K-S, alpha=.01 0.007
0.01
15
12
9
6
3
0
0 10 20 30 40 50 60
Fe
Figura III.II.1 Histogramas de los contenidos de hierro en R 33
III.II.III Análisis estadístico de las litologías
La principal característica a describir en la variable litología es la proporción que
ocupa cada clase en el yacimiento, éstas se calcularon empleando R33 (Tabla
III.II.3); se revela que el predominio de limonitas (litología 1, 2 y 3) es una
característica distintiva de este depósito, donde las saprolitas solo representan un 5%
de la potencia total, medida en los pozos.
Para simplificar algunos cálculos las litologías se reorganizaron en 4 grupos, con
similar comportamiento de los contenidos de hierro (Anexo II):
70
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
•
L1, correspondiente a la litología 1 y 2 (OI)
•
L3, correspondiente a la litología 3 (OEF)
•
L4, correspondiente a la litología 4 y 5 (OEI)
•
L7, correspondiente a la litologías 7, 17 y 47 (rocas ultrabásicas)
Tabla III.II.3 Proporciones de las litologías
Litología
1
2
3
4
7
17
47
L1
L3
L4
L7
Proporción en R 33 (%)
23.62
17.57
33.27
3.97
0.09
20.71
0.78
41.19
33.27
3.97
21.58
Proporción sin roca madre en R 33 (%)
30.12
22.40
42.42
5.06
52.52
42.42
5.06
-
En la Figura III.II.2 se muestra la posición típica en profundidad de cada una de las
litologías y la estrecha relación que éstas tienen con los elementos mayoritarios; en
algunos lugares el perfil puede estar incompleto.
Figura III.II.2 Ejemplo de la posición típica de las litologías en el perfil y el comportamiento de
los elementos mayoritarios
71
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
III.II.IV Análisis estadístico de los contenidos de hierro por litologías
Debido a la existencia de mezcla de poblaciones estadísticas de los contenidos de
hierro, revelada por la bimodalidad su histograma (Figura III.II.1) y el desigual
comportamiento en los horizontes del perfil laterítico (Figura III.II.2), para el análisis
estadístico éstos se separan por clases litológicas, haciendo más robustos los
estimadores de los estadígrafos mostrados en la Tabla III.II.4.
Para facilitar la interpretación de los resultados se muestran las variaciones de la
media y la varianza por litología en la Figura III.II.3, los contenidos de hierro
decrecen de L1 a L7, los grupos más variables son L3 y L 4; nótese además la
considerable diferencia entre la varianza de los datos globales y los separados por
litologías (Tabla III.II.4); aunque la prueba de Kolmogorov-Smirnov indica que los
datos separados no son normales la similitud de las medidas de tendencia central
indican una mayor proximidad a la distribución gaussiana, en comparación con el
hierro global (Tabla III.II.4).
Un criterio más informativo sobre el comportamiento del hierro en cada clase
litológica lo brinda la superposición de sus histogramas, calculados con los mismos
rangos de clases (Figura III.II.4); de esta manera se refleja la existencia de dos
poblaciones principales, constituidas por el hierro correspondiente a las litologías
oxidadas (L1 y L3) y el horizonte más rico en sílice (L7). También es posible definir
una población con características intermedias representada por las saprolitas (L4);
otro aspecto a destacar es la existencia de un pequeño porcentaje de hierro en L3 y
L4 donde la separación no ocurre del todo bien y sus histogramas se cruzan.
Se considera que la separación en los grupos L1, L3, L4 y L7 es lo suficientemente
detallada para evitar las mezclas poblacionales estadísticas.
72
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Tabla III.II.4 Resumen estadístico de los contenidos de hierro por litología
Fe por litología en R 33
L3
L4
Basamento
(L7)
Número de valores
18361 23837 1789 7721
Mínimo
12.10 8.70
4.30 3.00
Máximo
57.40 56.40 50.90 49.40
Media
47.38 44.51 16.07 6.21
Mediana
48.30 47.60 12.40 6.00
Primer cuartil
46.30 44.00 8.50 5.80
Tercer cuartil
49.70 49.00 21.60 6.50
Varianza
16.83 63.86 100.3 1.36
Desviación estándar
4.10
7.99
10.01 1.17
Coeficiente de variación
0.09
0.18
0.62 0.19
Coeficiente de asimetría
-3.06 -2.11 1.30 19.77
Curtosis
16.05 3.92
1.14 658.47
Estadígrafo de Kolmogorov-Smirnov 0.15
0.24
0.15 0.20
Valor crítico K-S, para alpha=.01
0.01
0.01
0.04 0.02
Litología
L1
120
100
80
Media
Varianza
60
40
20
0
L1
L3
L4
Roca madre
(L7)
Figura III.II.3 Media y varianza de los contenidos de hierro por litología
73
Fe global
en R33
36012
3.00
57.40
35.66
46.00
16.30
48.50
313.30
17.70
0.50
-0.90
-1.00
0.27
0.01
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
60.00
Litología
Frecuencia %
50.00
1
2
3
L4 (4 & 5)
(7, 17 & 47)
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
0
8
16
24
32
40
48
56
Figura III.II.4 Histograma de los contenidos de hierro separados por litología, empleando R 33
III.III Modelo geométrico
El modelo geométrico tiene dos fines fundamentales:
1. Definir el dominio D que ocupa el depósito, cuyos límites físicos son posibles de
determinar, con el objetivo de disminuir el número de cálculos y extrapolaciones
innecesarias y rectificar el volumen de las unidades de selectividad minera
cortadas por el fondo y techo del depósito
2. Limitar las poblaciones estadísticas con características similares; en este caso,
según el modelo propuesto, se usan límites implícitos en las proporciones que
ocupan las litologías en las unidades de selectividad minera.
En este acápite se trata el primer caso, donde los límites se definen a través de las
superficies del techo y el fondo del depósito, en el área que ocupa el modelo de
bloques; éstas se modelan en rejillas regulares finas que se denominan Modelo
Digital del Terreno (MDT) y Modelo Digital del Fondo (MDF).
Para obtener el MDT es preferible emplear datos topográficos tomados
adecuadamente sobre el terreno. Martínez, et al., 2003, muestran algunos problemas
que comúnmente ocurren cuando solo la cota de la boca de los pozos es usada para
este propósito, a causa de la falta de representatividad de dicha información, la que
74
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
usualmente es tomada sobre el relieve modificado. Lamentablemente, durante el
procesamiento de los datos solo se contó con este tipo de información topográfica;
para disminuir al máximo los errores asociados a la mala calidad de las mediciones
se empleó la combinación de datos de R33 y 66, correspondiente a toda el área del
yacimiento, la cual brinda los mejores resultados en la validación cruzada (Anexo I).
Para estimar el MDT se calcularon los variogramas direccionales, estos mostraron
una marcada ausencia de estacionaridad (Figura III.III.1), por ello la topografía es
modelada bajo el contexto IRF-k; el ajuste se realizó empleando la metodología
propuesta por Bleines, et al., 2004, p.577, con vecindades de búsqueda de 100, 200 y
1000 m, 8 sectores angulares y 10 puntos de medición como óptimo para cada sector;
los detalles se muestran en las Tabla III.III.1 y III.III.2 (solo para la vecindad de 200
m, la que mostró los mejores resultados); para evaluar dicho modelo se realizó una
validación cruzada, el error medio experimental para datos robustos fue de -0.01 y la
varianza de 1.0.
9000
Variogram : Level
8000
N0
7000
6000
N135
5000
4000
N45
3000
N90
2000
1000
0
0
500
1000
1500
2000
Distance (m)
Figura III.III.1 Variograma no estacionario, calculado con un espaciado (lag) de 33.33 m y
cuatro direcciones
El resultado de la estimación del MDT empleando krigeage IRF-k se muestra en la
Figura III.III.2; este método es extremadamente sensible a las extrapolaciones, por
ello se anularon los nodos con altos valores de varianza de estimación.
75
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
El fondo del depósito también fue modelado bajo el contexto IRF-k, pero en la
definición del modelo fue incluida la topografía como drift externo, esto garantiza
que la superficie resultante sea menos rugosa; el ajuste se realizo con el mismo
procedimiento usado en el caso anterior, la covarianza y el drift seleccionados
fueron:
Drift: 1 x y x2 xy y2; Drift Externo (Topografía)
Covarianza: Covarianza Generalizada de tipo Spline
La varianza del error en la validación cruzada de los puntos que definen el fondo del
depósito fue de 10.39; debido a su alta variabilidad se decidió desplazar dicha
superficie 5 metros hacia abajo; los volúmenes de las unidades de selectividad
minera que se encuentran próximos a ella se rectifican a partir de las proporciones de
roca madres.
Tabla III.III.1 Estructuras probadas para el ajuste de la covarianza generalizada
S1 : Efecto Pepita
C (0) if h = 0
C (h) =
en caso contrario
0
S2 : Covarianza Generalizada Orden-1
K ( h) = b h
S3 : Covarianza Generalizada Spline
K (h) = bs h ln ( h )
S4 : Covarianza Generalizada Orden-3
K ( h) = b h
1
2n
3
Para chequear los resultados de las estimaciones del MDT y el MDF se calculó la
potencia, la cual no debe ser negativa y se compararon dichas superficies con los
pozos que no se tuvieron en cuenta en la estimación.
76
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Tabla III.III.2 Prueba para selección de las estructuras de covarianza, con vecindad de 200 m
Rank medio Media del error Varianza del error Drift probado
2.4
-0.014
7.884
1 x y x2 xy y2 x3 x2y xy2 y3
2.7
-0.037
8.537
1 x y x2 xy y2
***
Etapa de identificación de la covarianza
Estructura Estructura Estructura
2
3
Puntuación 1
0.99642
0
0.51974
1181.9
0.99615
0.0046854 0
1186.1
0.99594
0
0
1187.2
***
Estructura
4
0
0
0
- Estructura descartada: Efecto Pepita
- Estructura descartada: Covarianza Generalizada Orden-3
*** Los resultados no relevantes fueron excluidos
*El drift y la covarianza generalizada seleccionada fueron:
Drift: 1 x y x2 xy y2 x3 x2y xy2 y3
Covarianza: C.G. Orden-1, C.G. Spline
Image
8300
98
154
112
140
8400
6
12
182
Y (m)
140
4
8000
196
7800
210
4
15
7900
8
16
7700
6
15
8100
12
168
8200
7600
7500
10000
10250
10500
10750
280.00
266.00
252.00
238.00
224.00
210.00
196.00
182.00
168.00
154.00
140.00
126.00
112.00
98.00
84.00
70.00
56.00
11000
N/A
X (m)
Figura III.III.2 MDT obtenido con krigeage IRF-k, empleando cotas de los pozos R33 y R66
III.IV Modelo matemático
Este modelo comprende las partes siguientes:
1. El soporte v.
2. El modelo matemático que explica de forma general el comportamiento del
hierro en el depósito.
77
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
3. La estimación de los contenidos de hierro, según el modelo matemático
general, el cual incluye además las proporciones de las litologías en el soporte
v.
La modelación depende de las características específicas del depósito, la calidad y
cantidad de los datos disponibles y los intereses de la industria; algunos de estos
aspectos fueron discutidos, pero se debe destacar que los contenidos de hierro
cambian de una litología a otra; dichas litologías tienen como tendencia un orden que
va desde L1 en el tope del perfil hasta L7 en la base.
El depósito es similar a un gran manto estratificado y plegado, cuyos pliegues siguen
la superficie topográfica; el intervalo de muestreo es de un metro y la distancia
mínima entre pozos es de 11.30 m. En la planta metalúrgica solo es procesado el
material blando, preferentemente limonítico, las saprolitas se tienen en cuenta
considerando que se prevé su explotación en un futuro próximo; el material duro, con
alta granulometría es eliminado por un proceso de cribado.
El modelo de bloques de 8.33x8.33x3.00 m se definió a partir de la discretización de
paneles cuadrados de 33.33m, centrados en los pozos de R33, su arquitectura se
muestra en la Figura III.IV.1.
Leyenda
R 16
R 33
R 66
0
50
100
Figura III.IV.1 Arquitectura del modelo de bloques; con líneas continuas gruesas se muestran
los paneles cuadrados centrados en R33, con línea fina la vista en planta de los bloques de
8.33x8.33x3.00m
78
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
III.IV.I Análisis estructural
En esta etapa de la modelación se hace una disertación de las funciones que
describen el comportamiento espacial de las variables aleatorias de los contenidos de
hierro; dicho comportamiento puede estar enmascarado por la morfología del
depósito y por la influencia de la mezcla de poblaciones estadísticas, así como, por el
carácter puramente heterotópico de la data que describe el modelo general propuesto
en el acápite II.IV.
Los variogramas experimentales se calcularon en las direcciones horizontales hasta
una distancia de 1000 m, a lo largo de 4 direcciones con tolerancia angular de 22.5°,
espaciado (lags) de 66.66 y 33.33 m y corte vertical (slicing heigh) de 0.5 m; en la
dirección vertical el cálculo se realizó a lo largo de las líneas de pozos con lag de 1
m.
Teniendo en cuenta la morfología del depósito se emplearon dos bases de datos: una
en el sistema de referencia original (denominada “datos plegados”) y otra donde la
cota de la boca de los pozos han sido desplazadas a un plano horizontal con altitud
cero (“datos desplegados”) (Legrá, 1999).
Las variables utilizadas fueron los contenidos de hierro en L1, L3, L4 y global, para
todas ellas no se detectó una anisotropía importante en la dirección horizontal,
especialmente en los variogramas con datos desplegados, por ello, a lo largo de este
plano se recalcularon con una sola dirección y tolerancia angular de 90°.
Las diferencias entre los variogramas horizontales calculados con los datos
desplegados y plegados se muestran en la Figura III.IV.2; se aprecia claramente que
con el despliegue disminuyen los drift y la varianza a larga distancia, debido a que la
correlación máxima se obtiene para las muestras que están en el mismo nivel
horizontal del sistema transformado, las que mayoritariamente corresponden al
mismo horizonte del perfil laterítico. Otra ventaja del despliegue de datos es que la
cantidad de pares por lag aumenta.
79
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
En la Figura III.IV.2 también se muestra que el variograma del contenido global de
hierro, con mezcla de poblaciones estadísticas, sobrestima la variabilidad espacial
(compárese las varianzas) e introduce un drift “artificial”. Se puede afirmar que la
clase litológica L3 no separa del todo las poblaciones estadísticas mezcladas, tal y
como se muestra en el Anexo III y la Figura A. 6, aunque el efecto de dicha mezcla
es menos severo en este caso.
20
Fe Global
Fe en L1
250
15
Variogram
Variogram
200
150
10
100
5
50
0
0
100
200
300
400
500
600
0
700
0
100
200
Distance (m)
125
300
400
500
600
700
600
700
Distance (m)
90
Fe en L4
Fe en L3
80
70
Variogram
Variogram
100
75
50
60
50
40
30
20
25
10
0
0
100
200
300
400
500
600
0
700
0
100
Distance (m)
200
300
400
500
Distance (m)
Figura III.IV.2 Variograma experimental horizontal de los contenidos de hierro, de los datos
plegados (líneas discontinuas) y datos desplegados (líneas continuas)
Con esta transformación los variogramas verticales no cambian, pues son calculados
a lo largo de las líneas de los pozos (Figura III.IV.3).
80
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
110
100
Fe
Global
90
Variogram
80
70
L3
60
50
40
L1
30
L4
20
10
0
0.0
2.5
5.0
7.5
10.0
Distance (m)
Figura III.IV.3 Variogramas verticales, calculados a lo largo de la línea de los pozos
III.IV.I.I El problema de la heterotopía pura de los datos
El modelo general propuesto para describir el comportamiento de los contenidos de
hierro en el perfil laterítico está definido a partir de las combinaciones lineales:
Fe( x) = p1 ( x) Fe1 ( x) + p3 ( x) Fe3 ( x) + p4 ( x) Fe4 ( x)
Fe(v) = p1 (v) Fe1 (v) + p3 (v) Fe3 (v) + p4 (v) Fe4 (v)
Dicho modelo está caracterizado por una base de datos con heterotopía pura, por lo
que para modelarlo se siguió la metodología propuesta en el acápite II.VI.
Usando los datos desplegados se calculó el variograma experimental multivariado
compuesto por las variables Fe1, Fe3 y Fe4, correspondientes a los contenidos de
hierro en L1, L3 y L4 respectivamente; en dicho variograma las estructuras cruzadas
no están definidas a causa de la heterotropía; para modelarlo se adopta el modelo
lineal de coregionalización, donde los coeficientes bijp de las estructuras directas se
ajustaron de la forma tradicional.
Para ajustar las estructuras cruzadas se emplearon dos variantes (acápite II.VI):
a) el método interactivo
b) y ajuste a partir del variograma de los datos transformado por regularización
a intervalos de muestreo de 2m.
81
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Como criterio para comparar los modelos candidatos se emplean los errores
obtenidos con validación cruzada; pero la validación cruzada clásica es un
procedimiento poco robusto en este caso, debido a que da un alto peso a las muestras
que están encima y debajo de las que se estiman, generalmente todas pertenecen al
mismo pozo y el modelo en la dirección horizontal influye muy poco en los
resultados. Para solucionar este problema se empleó la validación cruzada de tipo
jackknife, para ello se extrajo poco más de 100 pozos localizados de forma esparcida
en toda el área estudiada (Figura III.IV.4) y se estimó en ellos usando un listado de
modelos candidatos, donde se incluye el univariado de los contenidos de hierro; la
vecindad de búsqueda se definió como un elipsoide de 200m de radio en la
horizontal y 40m en la vertical, 8 sectores angulares, un óptimo de 10 muestras por
sector y para el caso de la estimación con cokriging se activó la búsqueda
heterotópica.
9500
9000
8500
Y (m)8000
7500
7000
6500
9500 10000 10500 11000 11500 12000 12500
X (m)
Figura III.IV.4 Localización de los datos, en círculos grises los datos jackknife, en negro los
empleados para estimar
Los modelos multivariados candidatos constituyen una discretización grosera del
amplio rango de posibilidades que pueden existir en la zona de admisibilidad, la cual
está condicionada por las estructuras directas. El variograma univariado y el obtenido
por regularización se ajustaron directamente (Tabla III.IV.1), este último solo es
representativo de la zona de contacto entre litologías.
82
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
La selección del modelo más apropiado se realizó tomando como criterio las
varianzas y las medias de los errores de la validación cruzada, dichos estadígrafos se
pueden calcular globalmente (Tabla III.IV.2) y por litologías (Tablas III.IV.3 y
III.IV.4; Figuras III.IV.5 y III.IV.6); también pueden expresarse en porcentajes y su
suma constituye un criterio generalizador para la selección.
Tabla III.IV.1 Descripción general de los modelos de variogramas multivariados
Modelo y
descripción
A0: correlación
espacial nula, para
todos los
variogramas
cruzados
Gráfico
Modelo y
Gráfico
descripción
A1:
varianza
máxima para L1L4, asignada como
negativa.
A2: varianza
máxima para L1L4, asignada como
positiva.
A3: varianza
máxima para L1L3, asignada como
negativa.
A4: varianza
máxima para L1L3, asignada como
positiva.
A5: varianza
máxima para L3L4, asignada como
negativa.
A6:
varianza
máxima para L3L4, asignada como
positiva.
A7: 50 % de la
varianza permitida
asignada a L4-L3 y
L3-L1,
asignada
como negativa.
A8: 50 % de la
varianza permitida
asignada a L4-L3,
L3-L1 y L1-L4
asignada
como
negativa
A R: Estructuras
cruzadas ajustadas
a partir variograma
experimental
regularizado
83
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Tabla III.IV.2 Resultado de la validación cruzada, en términos de error
Variante
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A Regularizado
Fe General Con L7
Fe General Sin L7
Cuenta
1106
1106
1106
1106
1106
1106
1106
1106
1106
1106
1261
1106
Mínimo
-32.18
-31.87
-32.17
-32.43
-32.1
-32.18
-32.18
-32.21
-32.12
-32.76
-44.73
-39.93
Máximo
26.13
26.23
26.97
26.13
26.13
28.11
30.48
24.99
25.34
42.64
40.46
22.64
Media
0.3
0.35
0.31
0.19
0.38
0.34
0.44
0.22
0.23
0.5
-0.03
0.32
Desviación. Std.
5.65
5.66
5.67
5.61
5.48
5.93
5.71
5.73
5.8
5.93
12.53
7.27
Varianza
31.89
32.08
32.19
31.42
30.07
35.16
32.64
32.87
33.6
35.2
157.09
52.88
Tabla III.IV.3 Varianza de los errores expresados en valores reales y porcentaje (considerando
A0 -8 y A Regularizado)
L1
A0
11.64
A1
11.65
A2
12.05
A3
11.53
A4
11.92
A5
11.64
A6
11.64
A7
11.53
A8
11.5
ARegularizado 13.78
Global Sin L7 52.11
Global Con L7 17.33
L3
41.48
41.48
41.48
41.15
37.86
40.68
41.76
41.6
41.9
43.96
92.18
41.81
L4
L1%
L3%
L4%
Suma
104.65
6.14 59.34
0.00
65.48
113.18
6.58 59.34 10.23
76.15
109.17
24.12 59.34
5.42
88.89
104.65
1.32 53.93
0.00
55.25
104.65
18.42
0.00
0.00
18.42
188.03
6.14 46.23 100.00 152.37
122.17
6.14 63.93 21.01
91.09
126.48
1.32 61.31 26.18
88.81
143.12
0.00 66.23 46.14 112.37
131.87 100.00 100.00 32.65 232.65
112.87 1781.14 890.49
9.86 2681.49
103.11 255.70 64.75
-1.85 318.61
Los mejores resultados se obtuvieron para el modelo A4, no obstante, las diferencias
entre las medias y las varianzas de los errores asociadas a los variogramas
multivariados es pequeña. El estimador univariado del hierro tiende a ser sesgado e
inestable, pues cambia considerablemente con la adición o sustracción de las
muestras de L7, las que solamente ocupan un ínfimo porcentaje en el depósito; los
errores se incrementan cuando se pasa de L1 a L4; el krigeage (univariado) tiende a
minimizar la media del error global, pero el error, visto localmente, se incrementa
considerablemente, y con él su varianza. En el contexto multivariado propuesto, el
84
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
que presupone homogeneidad de las variables y la separación previa de poblaciones
desiguales, el error es más estable a medida que pasamos de un horizonte a otro.
140.00
120.00
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
7
A
re
gu A8
l
G ariz
lo
ba ado
G l Si
lo
n
ba
L
lC 7
on
L7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
A
0
0.00
Suma
L1%
L3%
L4%
Figura III.IV.5 Varianza de los errores en porcentaje y su suma (considerando los modelos A0 8 y A Regularizado)
Tabla III.IV.4 Media de los errores expresados en valores reales y porcentaje (considerando A0
-8 y A Regularizado)
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
Aregularizado
Global Sin L7
Global Con L7
L1
-0.22
-0.17
-0.23
0.02
-0.18
-0.22
-0.22
-0.16
-0.14
-0.32
0.66
2.18
L3
L4
L1% L3% L4% Suma
0.83 -1.74 0.22 0.83 1.74 2.79
0.83 -0.89 0.17 0.83 0.89 1.89
0.83 -1.45 0.23 0.83 1.45 2.51
0.44 -1.74 0.02 0.44 1.74
2.2
0.95 -1.74 0.18 0.95 1.74 2.87
1.04 -3.82 0.22 1.04 3.82 5.08
0.99 -0.39 0.22 0.99 0.39
1.6
0.72 -2.98 0.16 0.72 2.98 3.86
0.72 -2.82 0.14 0.72 2.82 3.68
1.1
0.67 0.32
1.1 0.67 2.09
1.56 -21.74 0.66 1.56 21.74 23.96
4.58 -18.9 2.18 4.58 18.9 25.66
En la Tabla III.IV.5 y las Figura III.IV.7 y III.IV.8 se muestra el ajuste de A4. El
modelo empleado para estimar los contenidos de hierro en el contexto univariado
(Figura III.IV.9), está compuesto por cuatro estructuras básicas:
a) Esférica con escalas = (20.00m, 20.00m, 3.50m) y meseta 20
b) Esférica con escalas = (200.00m, 200.00m, 25.00m) y meseta 12
85
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
c) Power con escalas = (3000.00m, 3000.00m, 7.00m) y meseta 50
d) Esférica con escalas = (30.00m, 30.00m, 1000.00m) y meseta 10
6
5
4
3
2
1
A
re
gu A8
la
riz
G
ad
lo
ba
o
lS
G
in
lo
L
ba
lC 7
on
L7
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
A
2
1
A
A
0
0
Suma
L1
L3
L4
Figura III.IV.6 Media de los errores en porcentaje y su suma (considerando los modelos A0 -8 y
ARegularizado)
Tabla III.IV.5 Modelo A4
Modelo/ escala en metros
Efecto pepita
Fe1
Fe3
Fe4
Esférico
Fe1
scalas = (200.0, 200.0, 2.0)
Fe3
Fe4
Power
Fe1
escalas = (1000.0, 1000.0, 5.0) Fe3
Fe4
Spherical
Fe1
escalas = ( ∞ , ∞ ,20.0)
Fe3
Fe4
Spherical
Fe1
escalas = (50.0, 50.0, ∞ )
Fe3
Fe4
Fe1
1.00
1.00
0.00
1.50
3.80
0.00
1.00
5.20
0.00
50.00
0.00
0.00
8.30
13.8
0.00
86
Fe3
1.00
0.00
Fe4
8.00
10.00
0.00 10.00
30.00
0.00 18.00
0.00
0.00
0.00
23.00
0.00 57.00
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Figura III.IV.7 Variograma experimental puramente heterotópico y modelo A4, en la dirección
horizontal
87
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Figura III.IV.8 Variograma experimental puramente heterotópico y modelo A4, en la dirección
vertical
Figura III.IV.9 Variograma univariado del hierro, a la izquierda el horizontal, a la derecha el
vertical
88
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
III.IV.II Determinación de las proporciones de las litologías
Teóricamente, en el modelo multivariado propuesto las proporciones de cada
litología en el bloque v deben ser conocidas a priori y consideradas como
determinísticas, pero ese no es el caso; una solución es considerarlas aleatorias y
estimarlas, para ello existen dos enfoques fundamentales:
1. La estimación a partir de indicadores
2. La simulación en un modelo discretizado, empleando el enfoque gaussiano
truncado
III.IV.II.I Krigeage indicador de las proporciones de las litologías
El krigeage indicador se realizó bajo el contexto multivariado en dos variantes; la
primera considera las indicatrices de cada litología y la segunda contiene además una
variable extra representada por el contenido de global del hierro; los estimadores de
cada indicatriz en el soporte de bloque v son equivalentes a las proporciones, pero
requieren post-procesamiento para garantizar que su suma sea igual a la unidad.
Las pruebas para determinar la existencia de efecto borde, y simplificar las
ecuaciones de cokrigeage a krigeage univariado indicaron que la relación entre los
variogramas experimentales directos y cruzados no es constante; el modelo ajustado
se muestra en la Tabla III.IV.5, para probarlo se realizó la validación cruzada
empleando los mismos puntos y procedimientos mostrados en el acápite anterior. Los
valores estimados se transformaron nuevamente en indicadores; los resultados fueron
muy pobres para el soporte puntual, además, los errores se incrementan hacia las
litologías que ocupan el menor porcentaje (Tabla III.IV.6).
Este método pudiera funcionar mejor si los datos fueran representativos de todo el
perfil, recuérdese que solo R33 corta todos los horizontes; no obstante, por su
definición matemática, muchos de los problemas propios del krigeage indicador no
se eliminan (acápite I.V.II) por ello se decide emplear el contexto gaussiano truncado
para calcular las proporciones.
89
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Tabla III.IV.6 Modelo multivariado de los indicadores y los contenidos globales de hierro
Exponencial (N=200.00m,E=200.00m,L=4.00m)
Coeficientes b de la matriz de varianza covarianza
L1
L3
L4
Fe
L1
0.036
-0.031
-0.005
0.142
L3
-0.031
0.041
-0.010
0.067
L4
-0.005
-0.010
0.015
-0.209
Fe
0.142
0.067
-0.209
13.501
Exponencial (N=300.00m,E=300.00m,L=25.00m)
Coeficientes b de la matriz de varianza covarianza
L1
0.008
-0.004
-0.004
0.343
L3
-0.004
0.002
0.002
-0.162
L4
-0.004
0.002
0.002
-0.182
Fe
0.343
-0.162
-0.182
14.334
Exponencial (N=30000.00m,E=30000.00m,L=50.00m)
Coeficientes b de la matriz de varianza covarianza
L1
0.546
-0.534
-0.012
2.103
L3
-0.534
0.571
-0.038
-0.239
L4
-0.012
-0.038
0.050
-1.864
Fe
2.103
-0.239
-1.864
159.706
Exponencial (N=30.00m,E=30.00m,L=1000.00m)
Coeficientes b de la matriz de varianza covarianza
L1
0.046
-0.048
0.003
-0.125
L3
-0.048
0.052
-0.004
0.254
L4
0.003
-0.004
0.001
-0.129
Fe
-0.125
0.254
-0.129
16.101
Tabla III.IV.7 Resultados de la validación cruzada del krigeage de los indicadores
Litología Proporciones
Real
(%)
L1
43.75
L3
52.69
L4
3.56
Litología estimada (%)
L1
L3
L4
73.41
25.20
0
9.40
88.47
0.33
7.31
92.68
0
III.IV.II.II Estimación de las proporciones empleando el contexto gaussiano
truncado
Las proporciones en el bloque v de 8.33x8.33x3.00 m se calcularon a partir de su
discretización en 36 puntos, ordenados regularmente, en una rejilla fina, cada 4.16m
en la dirección horizontal y 1.00m en la vertical (Figura II.V.1). Para ello se empleó
el sistema de pozos y la rejilla desplegados, tomando como referencia la superficie
90
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
topográfica; la rejilla se limitó en su parte inferior con el modelo digital del fondo
(acápite III.III “Modelo geométrico”) y las muestras se discretizaron a 1m de
longitud; además se agregaron algunas muestras ficticias de la clase litológica L7 al
final de los pozos de R33, para garantizar una estimación robusta de las curvas de
proporciones verticales (CPV).
Dichas curvas se emplean para truncar las gaussianas, y tienen una gran influencia en
el resultado final, por ello se prestó especial atención a la calidad de su estimación;
se probaron varias variantes de cálculo y se seleccionó la que mejores resultados
mostró en la simulación no condicionada, en las proporciones verticales
regionalizadas y en el grado de estructuración de los variogramas plurigaussianos.
Las CPV globales se muestran en la Figura III.IV.10 y las regionalizadas en la Figura
III.IV.11; estas últimas no son estacionarias, para obtenerlas fue necesario fusionar
algunos de los polígonos que las definen localmente, en otros casos fueron
duplicados para aumentar su representatividad.
0
-10
-20
-30
L1 Laterita
L3 Laterita
L4 Saprolita
L7 Basamento
-40
-50
0.0
0.5
1.0 0.0
0.5
1.0
Figura III.IV.10 Curvas de proporciones verticales global, suavizada y completada a la
izquierda y original a la derecha
Con las CPV regionalizadas se calcularon las proporciones a priori en cada uno de
los puntos de discretización de los bloques v, empleando el krigeage con modelo
lineal, los resultados se muestran en la Tabla III.IV.9 y la Figura III.IV.12.
91
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
8500
8250
8000
7750
7500
10000
10250
10500
10750
11000
11250
Figura III.IV.11 Plano de curvas de proporciones regionalizada, marcadas con x se representa
la global, con el signo + las locales y con ° las duplicadas
L1 Laterita
L3 Laterita
L4 Saprolita
L7 Basamento
Figura III.IV.12 Vista, empleando selección de muestras, de las proporciones verticales
calculadas en la rejilla densa.
92
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
El lithotype rule fue diseñado teniendo en cuenta las características geológicas del
depósito, dado por una sucesión de horizontes desde L1 hasta L7; los contactos entre
dos litologías no contiguas están asociados a la poca potencia o no existencia de
horizontes intermedios.
Solo una gaussiana es empleada, su variograma fue modelado con dos estructuras
esféricas:
1) Esférico: meseta = 0.5, escalas direccionales = (N y E 300.00m, L 20.00m)
2) Esférico: meseta = 0.5, escalas direccionales = (N y E 100.00m, L 60.00m)
El modelo de variograma de la gaussiana se transformó a su equivalente indicatriz
por combolución, luego se comparó con el variograma experimental medio de los
indicadores para verificar que el ajuste fuese adecuado (Figura III.IV.13 y III.IV.14).
Tabla III.IV.8 Resultados de la estimación de las proporciones verticales
Número de VPC usadas
Número de celdas/muestras
activas.
Proporción de L1
Proporción de L3
Proporción de L4
Proporción de L7
VPC
Regionalizada
19
931
VPC
Global
49
Calculada en el
grid
3325777
0.071
0.199
0.026
0.705
0.077
0.359
0.056
0.508
0.070
0.193
0.026
0.711
Las estructuras se seleccionaron comparando las texturas y apariencias de las
simulaciones no condicionales obtenidas con diferentes funciones de variogramas;
las estructuras esféricas dan una variabilidad a corta distancia similar a la real de este
depósito (Figura III.IV.15).
Una vez definido el modelo se simularon condicionalmente 30 realizaciones en los
puntos de discretización (Figura III.IV.16); para cada una de dichas realizaciones se
calcularon las proporciones de las litologías en las unidades de selectividad minera v
(Figura III.IV.17). Las gaussianas a nivel de pozo se simularon con el
gibbs
sampler, y sus realizaciones en la rejilla densa se obtuvieron con el método de
93
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
bandas rotantes. La vecindad de búsqueda se definió similar a la empleada en el
acápite III.IV.I.I.
Variogramas indicadores
0.25
0.20
0.15
0.10
L1 Limonita
L3 Limonita
L4 Saprolita
L7 Basamento
0.05
0.00
0
100
200
Distancia (m)
300
Figura III.IV.13 Variograma plurigaussiano horizontal, en línea discontinua el variograma
indicador experimental medio calculado por niveles, en línea continua el modelo obtenido por
combolución del variograma gaussiano
Variogramas indicadores
0.25
0.20
0.15
0.10
L1 Limonita
L3 Limonita
L4 Saprolita
L7 Basamento
0.05
0.00
0
2
4
6
8
Distancia (m)
10
Figura III.IV.14 Variograma plurigaussiano vertical, en línea discontinua el variograma
indicador experimental medio calculado por niveles, en línea continua el modelo obtenido por
combolución del variograma gaussiano
0
-10
-20
-30
-40
10000
10250
10500
10750
11000
10000
10250
10500
10750
11000
Figura III.IV.15 Realización simulada no condicionalmente
94
0
-10
-20
-30
-40
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
-5
-15
-5
-25
-15
-35
-45
-25
10
-35
1
10
52
L1 Limonita
L3 Limonita
L4 Saprolita
1
11
L7 Basamento
02
1
7571
7671
7771
7871
7971
8071
8171
8271
8371
02
-45
Z (m)
Figura III.IV.16 Primera realización de la simulación gaussiana truncada, vista 3D seccionada
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
1.00
0.81
0.63
0.44
0.25
0.00
Y (m)
Figura III.IV.17 Proporciones de la litología L3 en los bloques v de 8.33 x 8.33 x 3 m, perfil YOZ
a lo largo de la línea 10730 E
III.IV.III Estimación de los contenidos de hierro
Una vez, disponibles las proporciones, se realizó la estimación de los contenidos de
hierro correspondientes a cada una de las litologías en los puntos de discretización de
los bloques v, para ello se utilizó el modelo de variograma A4; los valores en soporte
de bloque se calcularon por promediación y el contenido global en v se obtuvo a
partir la expresión:
Fe(v) = p '1 (v) Fe1 (v) + p '3 (v) Fe3 (v) + p '4 (v) Fe4 (v)
=
p1 (v) Fe1 (v) + p3 (v) Fe3 (v) + p4 (v) Fe4 (v)
1 − p 7 (v )
∑ p ' (v ) = 1
i
i =1, 3, 4
95
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
Los contenidos correspondientes a L7 no se tienen en cuenta, pues esta litología es
separada antes de ser procesada, su proporción permite rectificar el volumen de los
bloques v; la estimación se realizó con los datos y el modelo de bloques desplegado,
con la misma vecindad de búsqueda utilizada en la validación cruzada. Para cada una
de las treinta realizaciones de las proporciones se obtiene una de Fe(v), cuyas
variaciones están asociadas a la simulación de las litologías; aunque en este caso se
empleó la estimación, también es posible simular los contenidos de Fei(x).
Para comparar los resultados también se realizó la estimación en el contexto
univariado y se calcularon las diferencias entre ambos métodos (Tabla III.IV.9). Las
mayores diferencias están asociadas en gran medida al filtrado por el cokriging de los
contenidos de hierro en L7 y a la disminución local del error; no obstante, el
comportamiento global es similar en ambos casos (Figura III.IV.18 y III.IV.19).
Tabla III.IV.9 Comparación entre los resultados de la estimación empleando el modelo
propuesto y el krigeage univariado de los contenidos de hierro
VARIABLE
Mínimo
4.28
Z (m)
a) Media de las 30 realizaciones de Fe (v)
b) Fe (v) estimado con krigeage 0
univariado, con L7
Diferencia a) - b)
-21.73
Máximo
60.86
56.23
Media
43.6
40.69
Dev.
Std.
7.47
10.87
50.33
2.91
6.49
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
60.00
48.75
37.50
26.25
15.00
0.00
Y (m)
Figura III.IV.18 Media de las 30 realizaciones de los contenidos de Fe(v), perfil YOZ a lo largo
de la línea 10730 E
Como medida de la incertidumbre en la estimación se emplearon la desviaciones
estándar de las realizaciones de Fe(v) y la diferencia entre éstas y el estimador
univariado, en ambos casos los resultados son similares (Figura III.IV.20 y
III.IV.21); la incertidumbre en la modelación es mayor hacia el horizonte saprolítico.
96
�Z (m)
Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
60.00
48.75
37.50
26.25
15.00
0.00
Y (m)
Figura III.IV.19 Valores de Fe(v) estimado con krigeage univariado, perfil YOZ a lo largo de la
Z (m)
línea 10730 E
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
3.00
2.44
1.88
1.31
0.75
0.00
Y (m)
Figura III.IV.20 Desviación estándar de 30 realizaciones de las diferencias de Fe(v) estimadas
Z (m)
por cokrigeage y krigeage, perfil YOZ a lo largo de la línea 10730 E
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
3.00
2.44
1.88
1.31
0.75
0.00
Y (m)
Figura III.IV.21 Desviación estándar de 30 realizaciones Fe(v) estimados por cokrigeage, perfil
YOZ a lo largo de la línea 10730 E
La disponibilidad de varias realizaciones permite analizar la probabilidad
P{Fe(v)>35%}, calculada a partir de la distribución de las realizaciones de Fe(v) en
cada bloque v (Figura III.IV.22), el valor de corte 35% es empleado por los
planificadores de la minería como límite inferior de admisibilidad de las menas. Esta
forma de analizar los resultados es propia de los métodos no lineales de estimación
de recursos, por lo tanto, el método propuesto para modelar los contenidos de hierro
Z (m)
puede ser empleado en dicho contexto.
200
150
100
7600
7800
8000
8200
8400
1.00
0.81
0.63
0.44
0.25
0.00
Y (m)
Figura III.IV.22 Probabilidad de Fe(v)>35%, perfil YOZ a lo largo de la línea 10730 E
97
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
También se pueden calcular 30 realizaciones de los tonelajes de metal y mena a
partir de las expresiones siguientes:
Q{Fe(v)} = v( p1 (v) Fe1 (v) + p3 (v) Fe3 (v) + p4 (v) Fe4 (v))
T {Fe(v)} = v(d1 p1 (v) Fe1 (v) + d 3 p3 (v) Fe3 (v) + d 4 p4 (v) Fe4 (v))
Donde di representan las densidades asociadas a cada litología.
III.V Conclusiones
1) Se demuestra, mediante la validación cruzada, que la estimación de los
contenidos de hierro obtenida a partir del modelo propuesto es más precisa que la
realizada con el krigeage ordinario univariado; este último es el método utilizado
en la actualidad para modelar la mayoría de los elementos químicos de los
yacimientos de lateritas ferro-niquelíferas.
2) En el modelo propuesto, la disminución del error está fundamentalmente
favorecida por la separación de los contenidos de hierro por litología y en menor
medida por el ajuste adecuado de las estructuras cruzadas de los variogramas
puramente heterotópicos.
3) El modelo propuesto, además de minimizar el error global, minimiza el error por
litología, lo que hace que la distribución espacial de los errores sea más estable.
El krigeage univariado solo minimiza el error global, pero tiende a concentrar los
mayores errores locales hacia las saprolitas.
4) El método interactivo que se creó para modelar los variogramas multivariados
puramente heterotópicos funciona y permite disminuir el error de estimación de
los contenidos de hierro, gracias a su empleo en el cokrigeage puramente
heterotópico, el cual se consideraba sin solución hasta el momento, debido a la no
existencia de modelo de variograma.
5) En el sector caso de estudio se definen satisfactoriamente los límites implícitos
en las proporciones de las litologías, obtenidas con simulación gaussiana
truncada, a pesar de que solo se utilizó la información litológica disponible en los
sondeos de exploración durante la modelación.
6) El uso de la simulación gaussiana truncada permitió modelar adecuadamente las
litologías en tres dimensiones, empleando solamente la información disponible
en los pozos; además, se muestra que ésta no es afectada por el muestreo
98
�Capítulo 3 Modelación de los contenidos de hierro en un sector del yacimiento Moa Oriental
selectivo que introducen las campañas de exploración R16 y R66 y la estructura
variable y heterogénea del perfil laterítico quedó reflejada en los resultados.
7) Se demuestra que la determinación de las proporciones de las litologías
empleando el método de estimación o simulación de las indicatrices no brinda
resultados precisos y no reproduce la textura propia del perfil laterítico, además,
tiende a subestimar las litologías menos abundantes, como L4 y es severamente
afectado por el muestreo selectivo introducido por R16 y R66.
8) El modelo de bloques obtenido es más informativo que los anteriormente
utilizados y refleja las particularidades del modelo geólogo-genético; en cada
unidad de selectividad minera se conocen: las proporciones de las litologías y los
contenidos de hierro asociados a ellas; el volumen rectificado con las
proporciones de las rocas del basamento; también se filtran los contenidos
correspondientes a esta litología, la cual no es procesada por la planta
metalúrgica.
9) Se muestra que, gracias al uso de simulaciones, se conocen criterios de
incertidumbre calculados a partir de la varianza de las realizaciones simuladas y
la distribución estadística en cada unidad de selectividad minera, lo que permite
brindar los resultados en forma de probabilidades por encima de un cutoff, como
lo hacen las técnicas geoestadísticas no lineales, diseñadas para la estimación de
recursos.
99
�Conclusiones Generales
1) Se obtiene por primera vez, un modelo matemático para describir el
comportamiento de los contenidos de hierro en el perfil laterítico, lo que permite
realizar estimaciones más precisas que las obtenidas con el krigeage ordinario
univariado, tradicionalmente empleado para modelar esta variable; además, la
distribución de los errores es más estable, pues los minimiza de forma global y
por clases litológicas; a la vez que brinda resultados más informativos, en cada
unidad de selectividad minera, desglosando el contenido global en contenidos
correspondientes a cada litología; permitiendo filtrar los contenidos de las rocas
no procesadas y recalcular el volumen en función de las proporciones de las
litologías.
2) Se concluye que la simulación en el contexto gaussiano truncado que se propone
constituye un método robusto para modelar las litologías en las unidades de
selectividad minera, las que se requieren para implementar el modelo general
propuesto, debido a que refleja la estructura propia del perfil laterítico y no es
afectada de forma considerable por el muestreo preferencial y la desigual
abundancia de las clases litológicas en el depósito, siendo por primera vez su
aplicación en los yacimientos lateríticos cubanos.
3) Se obtiene, por primera vez y constituye uno de los aportes científicos del
trabajo, el modelo matemático multivariado, empleando un modelo geólogogenético representativo del perfil laterítico; lo que ha permitido expresar el
comportamiento de los contenidos de hierro; este procedimiento asegura un uso
apropiado de la información geológica durante la modelación matemática.
4) Se aplica, como resultado novedoso, el método de ajuste interactivo, permitiendo
dar solución al problema de la indefinición de las estructuras cruzadas de los
variogramas y el cokrigeage en el caso de datos puramente heterotópicos, el cual
aparece como un problema colateral asociado al modelo general propuesto,
permitiendo realizar estimaciones con cokrigeage puramente heterotópico,
considerado hasta entonces sin solución.
5) Un aporte científico del trabajo lo constituye el empleo de límites implícitos en
las proporciones de las litologías, lo que permite describir los contactos
complicados e imprecisos entre los horizontes del perfil laterítico; este artificio
100
�matemático facilita implementar el modelo propuesto con mayor precisión, al
evadir la necesidad de modelar los límites expresados en forma de superficies, los
cuales son variables, mal definidos y con elevados errores de estimación.
6) Se concluye que el empleo de los métodos geoestadísticos permite hacer un uso
más eficiente de la información geofísica de SEV-PI y GPR, si éstas son
consideradas como variables auxiliares; se destacan tres aplicaciones principales:
a. la modelación de las superficies que limitan las rocas del basamento, las
saprolitas y las limonitas, empleando krigeage con drift externo o cokrigeage
con colocación, los que excluyen el problema de la falta de precisión de estos
métodos geofísicos;
b. la modelación de las litologías bajo el contexto gaussiano truncado
empleando la información de GPR y SEV-PI como drift externo o variables
colocadas durante la simulación de las gaussianas
c. la simulación booleana para modelar los bloques flotantes de las rocas duras,
donde la información de GPR es usada como proceso de intensidad de
Poisson; este método geoestadístico es prácticamente imposible de realizar
empleando solamente los pozos de exploración.
101
�Recomendaciones
1) Se recomienda probar la aplicabilidad de este método a otros elementos
mayoritarios del perfil lateríticos, como sílice y el magnesio, los que presentan el
mismo problema de mezcla de poblaciones estadísticas controladas por las
litologías; se recomienda estudiar su aplicabilidad a otros elementos como el
níquel, en tal caso, aunque el error no disminuya, es posible separar los
contenidos asociados a la menas silicatadas y las oxidadas en las unidades de
selectividad minera, las cuales no liberan con la misma facilidad el níquel durante
el procesamiento metalúrgico.
2) Se recomienda probar la efectividad del método para otros yacimientos
lateríticos, con modelos geólogo-genéticos diferentes y también a otros tipos
genéticos de yacimientos, donde la estimación se vea afectada por la mezcla de
poblaciones estadísticas.
3) Se recomienda realizar la demostración práctica de la aplicabilidad de este
método, debido a las posibilidades que sugiere el empleo de información
geofísica de GPR y SEV-PI como variables auxiliares, en la modelación
geoestadística; para ello es necesario definir la forma adecuada de postprocesamiento de dicha información, para hacerla más representativa en la
simulación de las gaussianas truncadas y como proceso de intensidad de Poisson
en la modelación booleana. En este sentido también resulta recomendable
investigar el patrón adecuado de la posición de los perfiles de GPR y los sondeos
de exploración de explotación.
4) Se recomienda investigar la posibilidad de automatizar u optimizar el ajuste de
las estructuras cruzadas en el método propuesto para modelar los variogramas
multivariados puramente heterotópicos; en tal caso, la lógica fuzzy y las redes
neuronales pudieran ser herramientas adecuadas para dicho propósito.
5) Se recomienda deducir paso a paso todo el sistema de ecuaciones y realizar las
demostraciones matemáticas necesarias para la aplicación del cokrigeage
deducido a partir del modelo propuesto, en soporte de bloques sin discretización,
debido a que las covarianzas en soporte de bloques se afectan por las
proporciones de las litologías.
6) Se recomienda comparar e investigar en detalle los modelos alternativos
multivariados con el modelo propuesto y la posibilidad de fusionarlos. Dichos
102
�modelos incluyen los contenidos de los elementos químicos mayoritarios del
perfil laterítico, al fusionarse con el modelo general propuesto es posible que se
logre una modelación más precisa e informativa que la obtenida en este trabajo.
7) Se recomienda investigar los problemas de adquisición de información,
fundamentalmente en lo referente a: el número y nombre de los elementos
químicos medidos; el empleo de técnicas analíticas diferentes, en datos que se
utilizan mezclados; y falta de uniformidad en la clasificación de las litologías.
Estos aspectos tienen implicaciones negativas en diferentes etapas de la
prospección, exploración y explotación de los yacimientos lateríticos.
8) Se recomienda que las empresas mineras que realicen investigaciones más
detalladas sobre la geología de los depósitos, antes de comenzar a explotarlos; el
poco conocimiento geológico de los yacimientos, en especial del basamento,
afecta el proceso de modelación.
103
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110
�Anexos
Anexos
Anexo I: Topografía
Para obtener el modelo digital del terreno (MDT) es preferible emplear un set
exhaustivo de datos topográficos, pero solo se contó con la cota de la boca de los
pozos como información experimental; cuando se mezclan estos datos, provenientes
de campañas de exploración diferentes, suele ocurrir que los errores de estimación
aumentan, como lo muestran Martínez, et al., 2003; por ello se hace un análisis de la
magnitud y distribución de los errores, antes de utilizar dicha información en la
modelación de la topografía.
Para hacer más representativo el análisis de los errores de estimación se tuvo en
cuenta todos los datos del yacimiento; dichos errores se obtuvieron por el método de
validación cruzada clásica.
Los cálculos de las estadísticas descriptivas se realizaron por campañas de
exploración (Tabla A.1), en los resultados obtenidos para R16 y las otras campañas
se aprecia diferencias, a causa de su desigual extensión espacial (Figura A. 1); en los
tres casos los histogramas mostraron una tendencia a la distribución normal.
El análisis estructural se muestra en el acápite III.III “Modelo geométrico”; el ajuste
también se realizó de forma independiente por campaña de exploración, pero no se
observaron diferencias importantes, por lo que se adoptó el mismo modelo de
covarianza generalizada para todos los casos.
Para determinar el error asociado a las diferentes redes de exploración se realizó la
validación cruzada, los resultados se muestran en la Tabla A.2 y la Figura A.1, éstos
sugieren como combinación más apropiada para obtener el MDT los datos mezclados
R33+66.
En este caso, el error obtenido por la validación cruzada no debe ser visto como un
error real de la medición topográfica de las cotas; en la práctica, el error real de
111
�Anexos
medición suele ser de unos pocos centímetros y no tiene relevancia para la
estimación en soporte de bloques de gran tamaño (de 8.33x8.33x3m)
Tabla A. 1: Estadística descriptiva univariada de la cota de la boca de los pozos, separada por
campaña de exploración
Cuenta
R 16 830
R 33 7150
R 66 1160
Mínimo
86.42
6.58
19.82
Máximo
218
399.2
390.19
Media
169.49
185.18
186.08
Dev. Std.
25.64
81.3
74.54
Varianza
657.5
6609.6
5556.2
Tabla A. 2: Resultados de la validación cruzada según diferentes combinaciones de datos
Todos los datos
Dato
Error
Num.
Media
Todo
10132 -0.02
R 33
7142 0.01
R 66
1073 0.10
R33+66 8303 -0.01
R66+16 2919 0.055
R33+16 8974 -0.01
Datos robustos (|error std.| ≤2.5)
Error Std.
Error
Error Std.
Num.
Var.
Media Var.
Media Var.
Media Var.
449.12 -0.01 713.38 8950 -0.07 216.45 -0.05 110.1
3.32
0.00
0.93
6996 -0.01 2.00
-0.01 0.6
12.33 0.01
0.29
1071 0.08
11.25 0.00
0.2
4.45
-0.00 1.69
7803 -0.07 2.50
-0.05 1.0
5.66
0.011 16.36 2879 0.04
4.18
-0.00 0.4
3.83
-0.01 8.47
8145 -0.02 1.81
-0.02 0.8
112
�Anexos
Todos los datos
R 33+66
R 33+16
R 16+66
R 66
R 33
Límite de R16
0
1000
2000
3000
0.5
2.5
4.5
6.5
8.5
10.5
Figura A. 1: Mapa del error medio absoluto estandarizado. Se obtuvo por interpolación (inverso
al cuadrado de la distancia) a partir de los errores calculados puntualmente en la posición de los
datos
113
�Anexos
Anexo II: Relación entre los contenidos de los elementos
químicos y las litologías
Para comprender la relación entre los contenidos de los elementos químicos y las
litologías en el perfil laterítico existen dos técnicas fundamentales: el análisis
discriminante y la regresión logística (Jobson, 1992); en ambos casos se requiere una
base de datos multivariada, por ello se emplea R33, la cual solamente tiene tres
variables, pero está disponible en todo el perfil laterítico; también se utilizó R66, ésta
solamente es representativa de las litologías 2 y 3, pero está caracterizada por nueve
variables.
Regresión logística usando los datos de R66 y las litologías 2 y 3
Para realizar el análisis se convirtieron las litologías en una variable indicatriz, con
valor cero para la clase 2 y uno para la 3.
Dado el modelo de regresión logística definido como:
p(d ) = e d /(1 + e d )
el parámetro d resultante fue:
d = - 1.7 - 0.7From + 0.1Al + 2.0Co - 0.1Cr + 0.1Fe + 0.2Mg - 0.7Ni - 0.01SiO 2 - 1.0Mn
donde la variable From es la profundidad de la cabeza del testigo, las otras son los
contenidos de los elementos químicos expresados en porcentajes.
El modelo explica un porcentaje de deviancia de un 44.34% con un nivel de
confianza de 99%; la selección de variables hacia atrás muestra que las más
representativas son From, Al, Fe y Mg; para validarlo se realizó una clasificación en
forma de validación cruzada, los resultados se muestran en la Tabla A.3, el
114
�Anexos
porcentaje total de muestras correctamente clasificadas es de 87.06%, lo que se
considera bastante aceptable.
Tabla A. 3: Tabla de clasificación usando el modelo logístico binario con cutoff de 0.55
Litología
2
3
Clasificado
2
3
68.53%
93.79%
Análisis discriminante usando R 66 y litologías 2 y 3
Solamente se retuvo una función discriminante, con un valor de probabilidad menor
que 5% y correlación canónica de 57%; los coeficientes discriminantes
estandarizados destacan la elevada influencia de la variable From en el sistema
(Tabla A.5). El porcentaje total de muestras correctamente clasificadas, empleando
los coeficientes que se muestran en la Tabla A.4, fue de 86.10% (Tabla A.6),
similar al obtenido en el análisis logístico; en el análisis discriminante la selección
hacia atrás elimina Mg y Co, esto ocurre pues otras variables, como SiO2 y Mn,
pueden emplearse en su lugar.
Tabla A. 4: Coeficientes de la función de clasificación
2
From
0.141156
Al
77.7497
Co
198.004
Cr
72.5807
Fe
89.8924
Mg
68.5071
Ni
109.619
sio2
56.473
Mn
62.0626
Constante -2808.37
3
0.463793
77.8708
197.752
73.0021
89.9816
68.4806
110.121
56.5979
63.1021
-2817.49
115
�Anexos
Tabla A. 5: Coeficientes discriminantes estandarizados
From
Al
Co
Cr
Fe
Mg
Ni
sio2
Mn
0.84
0.22
-0.01
0.14
0.30
-0.05
0.11
0.40
0.34
Tabla A. 6: Tabla de clasificación, entre paréntesis la probabilidad a priori empleada para
clasificar
Litología
2
3
Clasificados
2 (P=0.26) 3 (P=0.73)
66.17%
93.33%
Análisis discriminante usando los datos de R33
En este caso las variables disponibles son From, Fe, Ni y Co, con tal sistema es
posible retener cuatro funciones discriminantes con valores de probabilidad menores
que 0.05, aunque, considerando sus porcentajes de varianzas y las correlaciones
canónicas, solo las dos primeras son consideradas importantes (Tabla A.7). Los
coeficientes discriminantes estandarizados hacen evidente que los contenidos de
hierro controlan casi en su totalidad la primera función (Tabla A.9); la que a su vez
explica prácticamente la varianza de todo el sistema (Tabla A.7).
Tabla A. 7: Parámetros de las funciones discriminantes
Porcentaje Correlación
Función
Canónica
Discriminante Eigenvalue λ j Relativo
λ j /(1 + λ j )
λ j / ∑ λi
1
2
3
4
8.84
0.86
0.07
0.04
90.14
8.80
0.69
0.37
0.95
0.68
0.25
0.19
116
�Anexos
Tabla A. 8: Coeficientes de la Función de Clasificación por litología
From
Fe
Ni
Co
Constante
1
0.16
1.56
10.05
-24.33
-42.59
2
0.13
1.59
12.80
-17.00
-47.20
3
0.34
1.48
13.23
-5.46
-44.13
4
0.41
0.53
8.90
-9.66
-14.92
7
0.40
0.27
1.21
-3.08
-9.38
17
0.34
0.27
2.23
-3.53
-5.12
47
0.13
0.25
2.80
-3.89
-6.28
Tabla A. 9: Coeficientes discriminantes estandarizados
From
Fe
Ni
Co
1
-0.08
0.99
0.47
-0.07
2
0.50
-0.19
0.52
0.47
3
0.42
0.13
-0.78
0.67
4
-0.81
-0.31
0.20
0.63
Para validar el sistema se realizó la clasificación que se muestra en la Tabla A.10,
empleando los coeficientes de la Tabla A.8; recombinando las litologías en tres
grupos principales definidos por las lateritas (litologías 1, 2 y 3), saprolitas (litología
4) y roca madre (litologías 7, 17 y 47) los resultados se pueden considerar
satisfactorios, pero la efectividad de la clasificación dentro de cada uno de estos
grupos es muy baja.
En la Tabla A.11 y la Figura A.2 se muestran las coordenadas de los centroides en el
hiperespacio definido por las funciones discriminantes, los que permiten reagrupar
las litologías en 4 clases, considerando que solo las funciones uno y dos tienen una
influencia importante en el sistema:
1. L1 (litologías 1 y 2)
2. L3 (solo litología 3)
3. L4 (litología 4)
4. L7 (litologías de la roca madre: 7, 17 y 47)
De este análisis se puede concluir que los contenidos de hierro permiten caracterizar
satisfactoriamente las diferencias entre los grupos litológicos principales, pero no
revela pequeños cambios dentro de los mismos.
117
�Anexos
Tabla A. 10: Tabla de clasificaciones, entre paréntesis la probabilidad a priori
Tamaño
Litología del Grupo
1
1677
2
1450
3
4805
4
476
7
33
17
1589
47
95
Litología correctamente clasificada en % (probabilidad a priori)
7
17
1 (0.17) 2 (0.14) 3 (0.47) 4 (0.05) (0.003) (0.16) 47 (0.01)
75.85
12.94 11.21
0.00
0.00
0.00
0.00
31.52
29.17 39.03
0.07
0.00
0.21
0.00
4.72
3.60
86.35
5.20
0.00
0.12
0.00
0.21
0.00
6.51
55.88
0.00
37.39 0.00
0.00
0.00
0.00
3.03
0.00
96.97 0.00
0.00
0.00
0.00
4.97
0.00
95.03 0.00
0.00
0.00
0.00
3.16
0.00
96.84 0.00
Tabla A. 11: Coordenadas de los centroides de cada grupo de litologías en el espacio R4,
representado por las funciones discriminantes
Litologías Funciones Discriminantes (Coordenadas)
1
2
3
4
1
1.45
-1.59
0.02
-0.24
2
1.99
-0.73
-0.28
0.31
3
1.45
0.76
0.11
-0.01
4
-4.13
1.24
-0.97
-0.31
7
-6.17
-0.29
0.51
-0.24
17
-6.01
-0.27
0.20
0.04
47
-5.92
-0.92
-0.21
0.94
118
�Anexos
Figura A. 2: Diagramas de dispersión 2D de los valores observados y sus centroides en función
de las funciones discriminantes
119
�Anexos
Anexo III: Reconciliación de los datos
Los datos disponibles están medidos en tres campañas de exploración diferentes, por
ello es importante analizar si estos son comparables, es posible mezclarlos si se
cumplen las condiciones siguientes:
a. La igualdad en la precisión y calidad de la medición de la elevación
topográfica (Anexo I “Topografía”).
b. La igualdad en la precisión de los ensayos de los contenidos de los elementos
químicos.
c. La igualdad en los criterios de caracterización y clasificación de las litologías
de las muestras.
Como se explica en el Anexo I, la precisión en las mediciones topográficas pude
asumirse similares para las tres campañas; en el caso de las mediciones de los
contenidos de hierro y la descripción de la litología de las muestras pueden existir
algunas incompatibilidades, dada la diferencia de la época, laboratorio, método de
ensayo, compañía que ejecuta la perforación y personal técnico que clasifica las
muestras; si las diferencias no son importantes todos los datos deben emplearse para
la estimación.
Igual precisión en los ensayos de los contenidos de los elementos
químicos
Como solo R33 es representativa de todos los horizontes del perfil laterítico se hace
difícil inferir la equivalencia o compatibilidad entre los valores de hierro medidos en
las tres campañas de exploración, una solución consiste en hacer comparaciones por
niveles. En el intervalo limitado por las profundidades -4 m y -8 m las medidas de
tendencia central son comparables, lo que no ocurre con las varianzas (Tabla A.12);
dichas diferencias pueden estar causadas por muchos factores que van desde las
técnicas de ensayo hasta la toma y preparación de las muestras, o simplemente por la
presencia de valores anómalos correspondientes a L7. Para profundizar un poco más
en el parecido de estos valores se calcularon y superpusieron los histogramas de cada
campaña (Figura A.3); éstos son similares, no obstante, quedan dudas al respecto y la
120
�Anexos
decisión de unir todas las muestras se tomó por conveniencia, asumiendo que las
diferencias no son lo suficientemente grandes como para no hacerlo.
Tabla A. 12: Estadística de los contenidos de hierro de las muestras localizadas entre las
profundidades -4 m y -8 m
45.00
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
y mayores
56
52
48
44
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
R 33
R 16
R 66
0
Frecuencias (%)
Campaña de exploración
Campaña de exploración R33
R16
R66
Media
44.04 46.48 46.22
Mediana
47.55 48.90 48.30
Moda
49.00 50.00 49.70
Desviación estándar
9.45
7.21
6.78
Varianza
89.32 52.03 45.91
Curtósis
5.10
7.20
7.65
Coeficiente de simetría -2.35 -2.66 -2.66
Mínimo
5.30
6.50
9.00
Máximo
57.10 56.40 54.50
Cuenta
7068
3158 1211
Figura A. 3: Histograma de los contenidos de hierro de las muestras localizadas entre las
profundidades -4 m y -8 m
Igualdad de criterios en la descripción de las muestras
Las muestras tomadas en R33, R16 y 66 fueron caracterizadas por geólogos de
compañías diferentes, esto causó incongruencias en los criterios para asignar el
121
�Anexos
código litológico en el límite entre las litologías 3 -4 y 4 -5 de las campañas
perforadas por la Moa Nickel S.A. (R16 y 66) y R33.
Durante la revisión exhaustiva de los datos se detectó que las distribuciones de los
contenidos de las muestras con litología 4 y 5 de R 16 y 66 son similares a los de 3 y
4 en R 33; para corregir esta diferencia las litologías 4 y 5 de R 16 y 66 se
redefinieron a 3 y 4 respectivamente; para visualizar el impacto de esta
transformación se realizaron las pruebas siguientes:
1. Se compararon los pozos adyacentes (Figura A.4), y se aprecia que en los pozos
correspondientes a R16 y 66 adyacentes a R 33 la litología 4 está más arriba en el
perfil.
2. Se comparó la similitud entre las litologías 4 en R16 y 66 con la litología 3 en
R33, se notó que sus medias son similares (Figura A.5).
3. Se construyó el histograma de los contenidos de hierro en la litología 3 de R33 y
mezclado con los de la litología 4 de R66 y 16, éste es similar al calculado solo
para la litología 3 en R 33
4. Se compararon los variogramas de los contenidos de hierro solo en la litología 3
de R33 y mezclado con los de la litología 4 de R 66 y 16, estos son similares
(Figura A.6).
De la comparación de los variogramas también es posible deducir que los criterios
usados para clasificar las muestras de R16 y 66 permiten hacer una mejor separación
de poblaciones estadísticas y que en la litología 3 en R33 este fenómeno persiste.
Finalmente se emplean todos los datos, redefiniendo las litologías 4 y 5 de R16 y 66
a 3 y 4 respectivamente.
122
�Anexos
Figura A. 4: Pozos adyacentes de diferentes campañas y la representación de los elementos
mayoritarios
100
80
60
40
20
0
en
to
ba
sa
m
L4
L3
L2
L1
R33
R16
R 66
Figura A. 5: Media de los contenidos de hierro separados por litologías y por redes de
exploración
123
�Anexos
130
Litol.
3, R33
120
110
Litol.
3 & 4
R16/66
100
90
80
70
60
50
40
30
Litol.
3, R16
20
10
0
0
100 200 300 400 500 600 700 800
Figura A. 6: Variogramas de los contenidos de hierro para la litología 3 en R33, en R 16 y
variogramas para las litologías 3 y 4 en R16 y 66
124
�
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A name given to the resource
Modelación de los contenidos de hierro en yacimientos lateríticos heterogéneos de níquel y cobalto. Caso de estudio, yacimiento Moa Oriental
Creator
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Adrian Martínez Vargas
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2006
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/6d901324c97cf8283075786d551fc768.pdf
4db9cdbe087a851eba5ee1abdba727f6
PDF Text
Text
TESIS
Revisión Geológica de las arenas
pertenecientes a la Formación Burguita del
Campo Bejucal del Distrito Barinas División
Boyacá .
Adrihellys Alexa Mogollón Daza
�Página legal
Título de la obra: Revisión Geológica de las arenas pertenecientes a la Formación
Burguita del Campo Bejucal del Distrito Barinas División Boyacá, 50 pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN:
1. Autor: Adrihellys Alexa Mogollón Daza
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez
Jiménez¨
Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
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�Instituto Superior Minero Metalúrgico
“Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Facultad de Geología y Minería
Departamento de Geología
Revisión Geológica de las arenas pertenecientes a la Formación Burguita
del Campo Bejucal del Distrito Barinas División Boyacá
Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos de
Petróleo y Gas. 8va Edición
Autor:
Adrihellys Alexa Mogollón Daza
Tutor (es):
Carlos Cofiño
León Ortelio Vera
María Margarita Hernández
Julio de 2015
�ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1
CAPÍTULO 1: ACTUALIDAD DEL TEMA . ....................................................... 6
1.1
Introducción .............................................. ¡Error! Marcador no definido.
CAPITULO 2. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DEL ÁREA DE LA
INVESTIGACIÓN ............................................................................................ 10
2.1 Introducción ................................................................................................ 10
2.2 Geología de la cuenca Barinas-Apure . ..................................................... 10
2.2.1 Evolución estratigráfica de la Cuenca Barinas-Apure ............................. 11
2.2.2 Estratigrafía secuencial en el área tradicional de Barinas ...................... 16
2.2.3.- Aspectos Estructurales de La Cuenca Barinas- Apure…………….……20
2.3 Geología local…………………………………………………………….……. 22
2.3.1 Configuración estratigráfica actual de los campos. ............................... 22
2.3.1.1 Formación Aguardiente ...................................................................... 23
2.3.1.2 Formación Escandalosa ..................................................................... 23
2.3.1.3 Formación Navay ............................................................................... 25
2.3.1.4 Formación Burguita
........................................................................... 28
2.3.1.5 Formación Gobernador ....................................................................... 29
2.3.1.6 Formación Masparrito ........................................................................ 37
2.3.1.7 Formación Pagüey ............................................................................ 370
2.3.1.8 Formación Parángula ........................................................................ 370
2.3.1.9 Formación Río Yuca .......................................................................... 370
2.3.1.10 Formación Guanapa ........................................................................ 371
2.4 Conclusiones ........................................................................................... 371
CAPÍTULO 3. DISEÑO PARA LA REVISIÓN GEOLÓGICA DE LA ARENA H
DE LA FORMACIÓN BURGUITA DEL CAMPO BEJUCAL .......................... 32
3.1 Introducción ................................................................................................ 32
3.2 Revisión Bibliográfica ................................................................................ 33
3.3. Validación de datos de perfiles y núcleos…………………………………...34
3.4 Interpretación de datos de perfiles y núcleos a través de la correlación de la
formación Burguita .......................................................................................... 34
viii
�3.5 Análisis de núcleo ...................................................................................... 34
3.6 Calibración Núcleo-Perfil ........................................................................... 35
3.7 Distribución geometría y extensión lateral de los cuerpos sedimentarios a
partir de la correlación estratigráfica entre pozos
......................................... 35
3.7.1 Determinación de topes estratigráficos .................................................. 35
3.7.2 Extrapolación de la información a los pozos vecinos con elaboración de
correlaciones estratigráficas ............................................................................. 36
3.7.3 Elaboracion de secciones estratigráficas ............................................... 36
3.8 Elaborar el modelo sedimentológico del área a partir de la información de
núcleos ............................................................................................................ 36
3.9 Calcular el Petroleo Original En Sitio (P.O.E.S) a partir de la estructura
geológica, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico a obtener con el
presente trabajo. ............................................................................................. 37
3.10 Conclusiones ........................................................................................... 37
CAPÍTULO 4. ANÁLISIS Y RESULTADOS DE LA REVISIÓN GEOLÓGICA
DE LA ARENA H DE LA FORMACIÓN BURGUITA DEL CAMPO BEJUCAL
………………………………………………………………………………………….38
4.1 Introducción ................................................................................................ 38
4.2 Interpretación de la estructura geológica, datos de perfiles y núcleos a
través de correlación de la Formación Burguita. ............................................. 38
4.2.1Estructura Geológica de la Formación Burguita. ...................................... 38
4.2.2 Información de perfiles ............................................................................ 39
4.2.3 Datos de Núcleo ...................................................................................... 40
4.3
Distribución, geometría y extensión lateral de los cuerpos sedimentarios
a partir de la correlación estratigráfica entre pozos. ......................................... 41
4.3.1 Correlaciones de pozos ........................................................................... 42
4.4
Modelo sedimentológico del área a partir de la información de núcleos.44
4.5
Cálculo del P.O.E.S ............................................................................... 45
CONCLUSIONES ............................................................................................ 47
RECOMENDACIONES. ................................................................................... 48
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 49
ix
�ÍNDICE DE FIGURAS
Figura1. Ubicación Geográfica de la Cuenca Barinas-Apure…………………...10
Figura 2. Provincias Sedimentarias………………………………..…….………...11
Figura 3. Columna Estratigráfica del área de Barinas……………………………15
Figura 4. Sección NO - SE de la cuenca Barinas – Apure……………………... 20
Figura 5. Diagrama de flujo utilizado para la revisión geológica………………..32
Figura 6. Mapa Estructural Formación Burguita Arena H. Trampa BEJ-1X…...39
Figura 7. Registro GR Pozo- núcleo BEJ-1X…………………………………....40
Figura 8. Integración Núcleo-Perfil…………………………………………………41
Figura. 9. Correlación de pozos de la trampa BEJ-1X…………………………...43
Figura 10. Sección estratigráfica en dirección SO-NE…………………………...43
Figura. 11 Electrofrecuencias de los espesores de la Formación Burguita en el
pozo BEJ-1X………………………………………………………………………….44
Figura. 12. Ambientes Sedimentarios. …………………………………………… 45
x
�ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Correlación Núcleo - Perfil Pozo Bejucal-1X.………………….............42
xi
�INTRODUCCIÓN
El Campo Bejucal ubicado aproximadamente a 35 Km al suroeste de la ciudad de
Barinas y 25 Km al sureste de la ciudad de Barinas; geológicamente ocupa la región
Nor-central de la cuenca Barinas-Apure y colinda con los campos Borburata al Norte,
Torunos al noreste y Hato viejo al sur.
Así mismo, la trampa correspondiente al yacimiento P1 BEJ 1, está situada
aproximadamente a 30 Km al Suroeste de la ciudad de Barinas. Este yacimiento fue
descubierto con la perforación del pozo BEJ-1X el cual penetró los horizontes
estratigráficos de los Miembros “P” y “O” de la Formación Escandalosa y el Miembro
“A/B” de la Formación Gobernador
encontrándose entre ellas la arena H de la
Formación Burguita . En Noviembre de 1996, el pozo fue completado oficialmente en
los intervalos (9753’-9762’),
(9768’-9780’), (9784’-9794’) del Miembro “P” de la
Formación Escandalosa, con una tasa inicial de 708 BNPD (29.1 °API) y 0.1% A y S.
Hasta la fecha se han completado un total de 4 pozos en el yacimiento con un
acumulado total de 1,4 MMBN de petróleo, actualmente, en la Formación
Escandalosa “P” se encuentra activo el pozo BEJ-14
Escandalosa “O”
y
en
la
Formación
se encuentra activo el pozo BEJ-1X.
Inicialmente en la explotación petrolera del Campo Bejucal, la arena H de la
Formación Burguita, no fue considerada de gran importancia a principios de la
completación de los pozos de este campo. A la fecha se tienen solo dos pozos
activos, el pozo BEJ-14 en la arena Gobernador A/B, con una producción de 117
BPD y el pozo BEJ-8 en la arena Escandalosa P con producción de 77 BPD.
(Sumario mensual de producción por arenas, abril 2015). Esto ha generado gran
incertidumbre ya que existe una marcada diferencia entre el alto grado de declinación
en que se encuentran actualmente la producción de los yacimientos del campo
Bejucal (los cuales muestran altos cortes de agua en los pozos productores) y el
volumen de reservas oficiales y remanentes calculadas en modelos estáticos previos.
1
�Cabe resaltar que en el año 1967 durante la explotación del campo Silvan (campo
vecino del campo bejucal), el pozo SNW-4 fue cañoneado en el intervalo 10068’10078’ de la arena H de la Formación Burguita, durante su evaluación dicho pozo
arrojo como resultado una presión 130 psi, BPPD 364, % Ay S 50 y 16,1 °API. De
igual forma en el año 1993 se cañoneo el pozo SNW-11 en el intervalo 9970’-9984’
donde evaluaron hasta 5600’ recuperaron 500’ de fluido, nivel estabilizado 5100’
recuperados 88 bls 0% de agua 1,5 % de sedimento y a la fecha es el único pozo
activo en H. Para el año 1995 se evaluó el intervalo 10040’-10050’ del pozo SNW-14
recuperando 118 bls de agua luego comenzó a salir petróleo y el nivel subió a 1600’,
corte de agua 3%.
Por lo anteriormente expuesto, y la similitud de datos geológicos y petrofísicos de la
arena H de la formación Burguita en los campos Silvan y Bejucal, se puede
considerar dicha arena como prospecto para su explotación en el campo Bejucal.
Por tal motivo se plantea lo siguiente:
Problema Científico
La necesidad de realizar una revisión geológica de la arena H de la Formación
Burguita que permita proponer una explotación efectiva en el campo Bejucal.
Objeto:
Revisión geológica en yacimientos petrolíferos.
Campo de acción:
La arena H de Formación Burguita
Para dar solución al problema planteado se formula el siguiente objetivo general:
Revisar geológicamente la arena H de la Formación Burguita del Campo Bejucal de
la Cuenca de Barinas para nuevas propuesta de explotación en dichas arenas.
2
�Hipótesis:
Si se realiza una interpretación de la estructura geológica y los datos de núcleos a
través de la correlación de la formación Burguita, se establece la extensión lateral de
los cuerpos sedimentarios a partir de la correlación estratigráfica entre pozos para
elaborar el modelo sedimentológico del área, es posible realizar la revisión geológica
de las arenas H de la Formación Burguita del Campo Bejucal de la Cuenca de
Barinas para nuevas propuestas de explotación en dichas arenas.
Objetivos Específicos
Interpretar la estructura geológica y los datos de perfiles y núcleos a través de
correlación de la Formación Burguita.
Establecer la distribución, geometría y extensión lateral de los cuerpos
sedimentarios a partir de la correlación estratigráfica entre pozos.
Elaborar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos.
Calcular el P.O.E.S. a partir de la estructura geológica, datos petrofísicos y del
modelo sedimentológico a obtener con el presente trabajo.
Tareas
Para el cumplimiento de los objetivos fue necesario realizar las siguientes
actividades:
1. Revisión bibliográfica sobre carpetas de pozos, propuestas de áreas.
2. Recopilación de la información del modelo geológico del yacimiento
3. Identificar los límites físicos del modelo geológico empleando, así como la data
detallada de producción del campo y de los campos vecinos en la misma arena.
4. Definir
los
elementos
fundamentales
para
la
elaboración
de
criterios
metodológicos para el desarrollo de los análisis de núcleos y registros.
5. Procesar la información geológica y petrofísica del campo Bejucal.
6. Presentar, visualizar, analizar y debatir los resultados obtenidos en el
procesamiento.
3
�Métodos
Los métodos de investigación utilizados para el desarrollo de la investigación son: el
inductivo-deductivo y la interpretación cualitativa y cuantitativa, para su aplicación
nos basamos en la interpretación de información recopilada de antecedentes de los
pozos y campos relacionados a la formación Burguita de forma general,
particularizando la arena H en los campos de la cuenca Barinas. Se utiliza además,
la interpretación de la información geológica y petrofísica seleccionada. A partir de
estos elementos se da solución al problema, utilizando la deducción lógica de los
factores geológicos que inciden en la continuidad lateral y espacial de las arenas y
por lo consiguiente los espesores para considerarse arenas productivas.
Aporte científico
La revisión geológica de la arena H de la formación Burguita para la explotación de
estas arenas en el campo Bejucal.
Resultados esperados.
Obtener nuevas propuestas de explotación que permita incrementar el índice de
productividad del campo Bejucal a partir de la revisión geológica de la arena H,
basada en la información adquirida del campo vecino.
La memoria escrita está compuesta de: resumen, introducción, tres capítulos,
conclusiones, recomendaciones y referencias bibliográficas.
En el Capítulo I. Se describen trabajos realizados anteriormente, relacionados con el
objeto y el campo de estudio.
En el Capítulo II. Se hace un resumen actualizado de las características geológicas
regional y local del área de estudio partir de la información recopilada.
El Capítulo III. Contiene el método de trabajo empleado, se desarrolla una exhaustiva
revisión documental de los trabajos fundamentales realizados a los pozos del campo
4
�Bejucal y campo vecino, particularizando en la arena H de la Formación Burguita, lo
que unido al estudio de las características geológicas del área de estudio permitió
deducir los factores geológicos que inciden en este proceso y consecuentemente
proponer una metodología para su análisis.
En el Capítulo IV. Se desarrolla un análisis profundo de las características de la
formación Burguita específicamente la arena H, su extensión lateral y espacial en la
trampa BEJ-1, propiedades con el propósito de conocer la reserva existente para
proponer la nueva explotación petrolera de los pozos pertenecientes al campo
Bejucal.
5
�CAPÍTULO 1: Actualidad del Tema
1.1.
Introducción
Para abordar un tema de investigación es necesario tener referencia de estudios
previos por lo que a continuación se mencionan investigaciones de revisión
geológica, estudios realizados en la arena H y la formación Burguita del Campo
Bejucal:
Parnaud, Francois. 1994. En su informe técnico titulado “Análisis geológico
integrado de las cuencas Barinas y Maracaibo” presentaron en forma resumida,
los resultados más importantes del estudio de la síntesis regional de las cuencas de
Maracaibo y de Barinas-Apure; el trabajo incluye estudios estratigráficos,
estructurales, de yacimiento y geoquímicos; que se desarrollaron de manera
integrada, utilizando las técnicas más modernas en cada especialidad, haciendo
especial énfasis en el uso de modelos matemáticos para el balanceo de las
secciones estructurales y la generación y expulsión de hidrocarburos
Fundación Laboratorio De Servicios Técnicos Petroleros, Fotografías De
Núcleos Pozo Bejucal 1x, Maracaibo 1996, en este trabajo se encuentran
fotografías a color ultravioleta tomadas a los núcleos del pozo bejucal 1x, fueron
tomadas un total de 34 fotografías a color e igual número de ultravioletas, se
realizaron 6 juegos que acompañan a igual número de reportes de análisis
convencionales.
Fundación Laboratorio De Servicios Técnicos Petroleros, Análisis Especiales
De Núcleos Pozo Bejucal 1x, Campo Bejucal, Estado Barinas, Maracaibo 1996,
se prepararon un total de 11 muestras horizontales la cuales variaron en profundidad
desde 9023.5 pies hasta 9857,6 pies fueron seleccionadas para la realización de
este estudio, luego se procedió a realizar los siguientes análisis especiales:
6
�permeabilidad al aire y porosidad, presión capilar por plato poroso, capacidad de
intercambio de cationes, factor de formación e índice de resistividad con presión de
sobrecarga corregidos por efectos de arcilla, incluye cálculos del exponente de
saturación (n*) y el factor de cementación (m*), permeabilidad relativa Agua-Petróleo
, y permeabilidad al liquido como una función del volumen poroso pasado.
Para llegar a una investigación profunda se debe iniciar desde estudios a muestras
tomadas directamente del lugar en estudio, tal como se puede observar en el informe
de los Análisis Convencionales Del Pozo Bej-1x, La Fundación Laboratorio De
Servicios Técnicos Petroleros, Maracaibo 1996, inicio con el corte y preparación
de un total de 392 muestras horizontales, 192 muestras verticales de ½” de diámetro
y 4” diámetro completo para este estudio. Exactamente la profundidad y el numero
de muestras para las formaciones geológicas representadas en el núcleo fueron las
siguientes: Gobernador
profundidad 8992’-9122’, 124 muestras, Burguita 9122’-
9662’, 70 muestras, Caliza “O” 9664’-9759’ 79 muestras, Arena P1 9751’-9872’, 119
muestras.
Para cada una de las muestras se realizaron los siguientes análisis: permeabilidad al
aire horizontal y vertical, porosidad al helio horizontal y vertical, densidad de granos y
descripción litológica.
Parra Humberto 2003, Caracterización geológica y petrofísica de las arenas “H”
e “I” con la finalidad de evaluar su potencial petrolífero. Campos Maporal,
Silvan, Palmita y Estero. Mérida en su estudio tuvo como objeto caracterizar desde
el punto de vista Geológico y Petrofísico los intervalos H e I, en los campos Silvan,
Maporal, Palmita y Estero de la Subcuenca de Barinas, a fin de obtener resultados
que permita definir a que formaciones pertenecen dentro de la columna estratigráfica
del campo, así como también el nivel de prospectividad presente en los mismos
mediante las propiedades petrofísicas evaluadas. La caracterización geológica fue
desarrollada en dos etapas, los resultados del modelo petrofísico mostraron una
variabilidad en el comportamiento de los intervalos en los distintos campos. Así, el
7
�intervalo H5 es claramente más poroso y menos arcilloso en el campo Silvan que en
Maporal, razón por la cual fueron observadas mayores prospectividades y un mayor
desarrollo de
arena neta petrolífera en este intervalo para el campo Silvan. El
intervalo I presenta el mayor desarrollo de areniscas en el campo Maporal, en donde
se encuentran las mejores propiedades para la acumulación de hidrocarburos que en
cualquiera de los otros campos revisados en este trabajo.
Molero Díaz, María A, 2006. Estudio Sedimentológico de las Arenas B de la
Formación Misoa, Campo Mene Grande Trabajo de Grado. Universidad del Zulia,
Facultad de Ingeniería, División de Postgrado, Maracaibo, Venezuela. Realizó un
estudio sedimentológico en base a interpretación de electrofacies, geología de
superficie,
petrografía
microscópica,
microscopia
electrónica
y
análisis
de
propiedades básicas convencionales a muestras provenientes de núcleos de los
yacimientos de hidrocarburos de las Arenas B- Superior de la Formación Misoa del
Eoceno del campo Mene Grande. Para ello, se realizaron 6 secciones estratigráficas
de cuarto y quinto nivel para las Arenas B-1 y cinco para las Arenas B-2, a partir de
las cuales se obtuvieron mapas de facies y mapas de arena neta total para las dos
subunidades con el fin de definir geometría, características y patrón de
sedimentación de las parasecuencias. También se realizó un estudio geológico de
superficie de las secuencias de las arenas B superior que afloran en la localidad de
Los Menales y en el río Misoa, específicamente en la carretera El Venado-La Raya,
secciones geológicas que son aledañas al campo. Por otro lado, el estudio
petrográfico, de microscopia electrónica y análisis de propiedades básicas permitió
caracterizar el ambiente diagenético de las roca yacimiento. Los resultados obtenidos
permiten interpretar las Arenas B-2, como una secuencia de unidades genéticas
compuestas por canales distributarios deltaicos en su sección media, con desarrollo
de abanicos de rotura y facies de barras de desembocadura en la sección inferior y
superior los canales presentan espesores que varían de 20 a 50pies, de 150 a
250metros de extensión lateral y direcciones preferenciales de sedimentación en
sentido suroeste–noreste. Para las Arenas B-1, el desarrollo de canales es incipiente
y común y mayoritariamente se presentan barras de desembocaduras deltaicas y
8
�barras litorales asociadas a canales de mareas, con el mismo patrón de
sedimentación. En general las Arenas B-1 y B-2 se depositaron en un ambiente
deltaico de características media a distales para el aérea de estudio, en una línea de
costa con sistema transgresivo-retrogradante que posteriormente sufrió en fase
mesogenética e hipogenética reducción de volumen de roca, neoformación y
recristalización de minerales durante la diagénesis que dio como resultado una roca
yacimiento pobre.
9
�CAPÍTULO 2: Caracterización Geológica del Área de la Investigación.
2.1.
Introducción
La cuenca Occidental de Venezuela se reparte en las sub-cuencas de Barinas
(Predominantemente Venezuela) y Llanos (predominantemente Colombia). En la
literatura existente pública y privada, aparecen diversos nombres como “Cuenca de
Barinas”, “Cuenca de Barinas-Apure”, “Cuencas de Apure-Barinas”, “Cuenca de
Apure” y “Cuencas de Apure y Barinas”, ignorando así la estrecha relación entre las
cuencas sedimentarias sub-andinas de Venezuela y Colombia. A continuación se
describe detalladamente la cuenca Barinas-Apure y columna estratigráfica.
2.2. Geología de la cuenca Barinas- Apure
La Cuenca Barinas – Apure está ubicada al suroeste del país y ha sido definida como
una depresión estructural del basamento, con un área aproximada de 95000 Km2,
donde se depositaron sedimentos cretácicos y terciaros formando una columna
sedimentaria de unos 5000 metros de espesor en su parte central (Almarza. (1995),
en Intevep, (1994)).
Figura1. Ubicación Geográfica de la Cuenca Barinas-Apure
10
�Limita al noroeste por los contrafuertes de la cadena de los Andes Venezolanos, al
norte, por la prolongación occidental de la Serranía del interior Central, al este y
noreste, por el levantamiento del Baúl y al sur está separada de la cuenca de los
Llanos Colombianos por un alto gravimétrico situado entre los ríos Apure y Arauca,
(Hosper y Van Wijnen 1959, en González de Juana, et al., 1980). Ver figura 2.
La estructuración interna de la cuenca permite diferenciarla en tres sectores
claramente definidos denominados Monoclinal Nororiental, Subcuenca de Capitanejo
y Arco de Mérida. Este último constituye una zona alta en la cuenca, con una
importancia económica muy particular, ya que todas las acumulaciones petroleras se
encuentran en esta área.
Figura 2. Provincias Sedimentarias (Modificado de Pérez de Mejía et. Al.,
(1980)). L.E.B.=Lineamiento de El Baúl, Límite entre la Cuenca de Oriente y
Barinas - Apure. Tomado del WEC (1997).
2.2.1.- Evolución Estratigráfica de la Cuenca Barinas- Apure:
Las unidades basales que existen en la cuenca corresponden a un basamento
precretácico ígneo metamórfico que puede correlacionarse con rocas aflorantes en
11
�los Andes, el Macizo de El Baúl y el Macizo Guayanés. Sobre el mismo y en contacto
discordante
se
depositaron
unidades
sedimentarias
cuyas
edades
están
comprendidas desde el Cretácico hasta el Reciente, observándose la ausencia del
Paleoceno, Eoceno inferior y parte del Eoceno medio.
El marco estratigráfico está muy ligado al Alto de Mérida; a partir del período Jurásico
se depositaron, en casi todo el occidente de Venezuela, los sedimentos rojos de la
Formación La Quinta; pero en la cuenca, el Alto de Mérida, por haberse mantenido
positivo, no permitió que se depositaran estos sedimentos, ni las Formaciones Río
Negro ni Apón, y es durante el Albiense tardío cuando los mares rebasan el Alto de
Mérida para depositar los sedimentos del Cretácico, que en orden ascendente están
representados por las Formaciones Aguardiente, Escandalosa, Navay, y Burguita.
(Fuenmayor, (1991) en Ramírez (2004)).
Alrededor del Cretácico Superior (Cenomaniense), el área estaba sujeta a
sedimentos marino someros, representado por las arenas basales de la Formación
Escandalosa, y carbonatos de ambiente somero de la misma formación, lutitas de los
miembros La Morita y Quevedo de la Formación Navay, las cuales son infrayacentes
a la Formación Burguita.
La Formación Aguardiente (Albiense- Cenomaniense) se compone de sedimentos
marino-costeros, con una mayor influencia de clásticos originados en el Escudo de
Guayana al sur; mientras que la Formación Escandalosa, de edad Cretácico
(Cenomaniense-Turoniense), se compone de arenas glauconíticas, cuarcíticas,
macizas con cantidades menores de lutitas.
Los espesores varían de 150 a 427 metros a través de todas las secciones
conocidas de la formación, y sus arenas (Miembro P) son consideradas entre las de
mayor importancia petrolífera en la Cuenca Barinas- Apure (Léxico Estratigráfico de
Venezuela, (1997)). Esta formación ha sido subdividida en varias unidades
12
�informales, denominadas unidades “O”, “P”, “R”, y “S”. Además, algunos autores han
reconocido tres unidades adicionales “J”, “K”, y “L”.
El Miembro O es un horizonte marcador regional a través de toda la cuenca
extendiéndose hacia el oeste hasta el Surco Uribante donde es conocido como
Miembro Guayacán de la Formación Capacho y hacia el este en la subcuenca de
Guárico donde se conoce como el Miembro Infante de la Formación El Tigre.
(Zilberberg y Asociados, (1993)).
En el Campaniense – Maastrichtiense se alcanzó el periodo de máxima transgresión
(Formación Navay). La regresión subsiguiente no se produce de modo inmediato,
sino que durante el Campaniense se depositaron capas glauconíticas y fosfáticas,
indicativas de un periodo de sedimentación reducida. Pasado este intervalo de
tiempo se sedimentan lutitas marinas de la Formación Colón sobre la mayor parte de
Venezuela Occidental. Únicamente en la región meridional (Cuenca de Barinas),
puede diferenciarse una provincia sedimentaria con mayor influjo de arenas
derivadas del Cratón de Guayana, a la cual corresponde la Formación Burguita en la
subprovincia de Uribante.
Entre el Cretácico y los sedimentos suprayacentes del Eoceno existe un hiatus el
cual representa un levantamiento y erosión, o no sedimentación, de las rocas del
Paleoceno al Eoceno Temprano.
Directamente sobre la discordancia se halla la Formación Gobernador, que consiste
en arenas cuarzosas con estratificación cruzada, conglomerados, y lutitas
carbonosas, en capas de espesor variable. Esta formación pertenece al Eoceno
Medio y se considera una secuencia transgresiva que va desde ambientes fluviodeltáicos en su base a un ambiente marino costero hacia el tope.
Suprayacente a la Formación Gobernador se encuentra la Formación Masparrito, la
cual en algunas localidades, el 80% está constituido por calizas arrecifales como
13
�indicativo de un ambiente de sedimentación en una plataforma costera y somera
(Léxico Estratigráfico de Venezuela, (1970); en González de Juana et al., (1980)).
Una serie de lutitas y areniscas bien cementadas, conocidas como Formación
Pagüey suprayacen a la caliza de Masparrito, cuando este último está presente. En
caso contrario, estaría en contacto transicional con la Formación Gobernador.
El ambiente de sedimentación de Pagüey se considera como mixto, con ambos
depósitos, continentales y marinos presentes. La edad de estas capas ha sido
asignada al Eoceno Tardío, y el tope de la formación está limitado por una
discordancia Eoceno-Mioceno, con las capas del Eoceno más superior y las del
Oligoceno, erosionadas o no depositadas (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1970;
en González de Juana et al., (1980)).
Los depósitos continentales de la Formación Parángula, la cual es considerada de
edad Oligoceno a Mioceno Medio (MINPRO C.A., (1997)), se encuentran sobre la
discordancia del Eoceno-Oligoceno/Mioceno.
La Formación Río Yuca suprayace a la Formación Parángula, y en la mayoría de las
localidades el contacto es considerado como una discordancia angular. Ambas
formaciones son de origen netamente continental y Parnaud et al., (en Márquez y
Martínez (2005)), los considera como depósitos de molasa. Los depósitos
continentales de la Formación Guanapa del Pleistoceno están presentes como el
tope de la secuencia sedimentaria, donde los sedimentos del reciente no los han
cubierto. (Ver figura 3.)
14
�Figura 3. Columna Estratigráfica del área de Barinas.
15
�2.2.2.- Estratigrafía Secuencial en el Área Tradicional de Barinas:
En el “Análisis Geológico Integrado de las Cuencas de Barinas y Maracaibo”
realizado por INTEVEP (1994), se definieron cinco secuencias estratigráficas en
base a secciones litoestratigráficas y sísmicas realizadas en el área estudiada:
Secuencia A:
Se compone por la Formación Aguardiente (miembro “T”) y la lutita “S” de la
Formación Escandalosa y su sedimentación ocurre en una plataforma marina de
margen pasivo. La base de la secuencia define la primera ocurrencia de rocas
sedimentarias sobre el basamento. El paso hacia arriba de basamento a areniscas y
carbonatos, marca la inundación marina y transgresión de la Formación Aguardiente
sobre el basamento, según datos bioestratigráficos del área tradicional de Barinas
esta transgresión tuvo lugar en el Albiense Tardío.
Las arenas y carbonatos de la secuencia “A” son interpretados como un conjunto de
Sistemas Transgresivos. Los carbonatos depositados sobre las arenas basales
representan depósitos de plataforma que se fueron acumulando a medida que la
subida del nivel del mar empujó la fuente de clásticos terrigenosos hacia el sur y
redujo el flujo de los mismos hacia la plataforma. Con el aumento sostenido del nivel
del mar, posteriormente la plataforma carbonática de la Formación Aguardiente
quedó sumergida en su totalidad. Al alcanzar el mar su máximo nivel, la tasa de
sedimentación de la plataforma marina bajó a su nivel mínimo, con el resultado de la
depositación de una sección condensada de lutitas fosfáticas y glauconíticas de
colores oscuros. De esta manera se deposita el miembro “S” o lutita “S” de la
Formación Escandalosa.
La lutita “S” es una unidad lateralmente continua que mantiene un espesor constante
(20-30 pies) en el área Tradicional de Barinas y la misma se interpreta como la
sección condensada que define la Superficie de Máxima Inundación en el tope del
Conjunto de Sistemas Transgresivos de la Formación Aguardiente. Los datos
bioestratigráficos asignan a la Lutita “S” una edad Cenomaniense Temprano.
16
�Inmediatamente por encima de la lutita “S” y en contacto abrupto se encuentran la
serie de las arenas “R”, pasando de una granulometría muy fina en la lutita “S”, a
más
grueso en la parte basal de las arenas “R”, tal cambio se interpreta como
producto de una migración abrupta de facies hacia el continente, marcando un límite
de secuencia en la base de estas arenas. Este límite de secuencia representa el tope
de la secuencia “A”.
Secuencia B:
Las arenas “R” en la base de la secuencia “B”, son de grano fino sobre el límite
inferior de la secuencia, pasando a grano más fino hacia arriba. Debido a este
carácter granodecreciente, las arenas “R” se interpretan como grupos de
parasecuencias retrogradacionales depositadas en el tope del límite de secuencia
durante una transgresión marina. Las mismas están representadas de abajo hacia
arriba, por las arenas “R3”, “R2” y “R1” de las serie de las arenas “R”, separadas
entre sí por capas de lutitas. La arena R3 es lateralmente continua en el área
tradicional de Barinas, sin embargo se encuentra saturada de agua en casi toda esta
zona.
La tendencia de granodecrecimiento y adelgazamiento en la serie de las arenas “R”
se invierte a partir de R1, convirtiéndose la sección más espesa y de grano más
grueso hacia arriba, siendo éste el criterio para separar las arenas “R” de las
suprayacentes “P”. Se interpreta este cambio hacia arenas más gruesas y espesas,
como el cambio de una sedimentación transgresiva durante la depositación de las
“R” a sedimentación de alto nivel durante la depositación de las “P”.
La capa de lutita relativamente espesa que separa las parasecuencias de las arenas
“R” de las “P” se interpreta como la Superficie de Máxima Inundación que marca la
máxima transgresión de la línea de costa hacia el sur, sobre el Escudo de Guayana.
Al finalizar este evento la línea de costa comenzó a progradar hacia el norte. La
progradación de clásticos marinos marginales sobre la plataforma resultó en una
17
�sedimentación tipo downlap de facies arenosas sobre la Superficie de Máxima
Inundación que cubre las arenas “R.”
Secuencia C:
El límite inferior de esta secuencia corresponde a una discordancia de tipo 2
(superficie de no depositación o erosión), que se produjo al caer el nivel estático en
el Cenomaniense tardío, luego de que se depositara el tope de las arenas “P” las
cuales se atribuyen a una sedimentación de Alto Nivel.
Posteriormente el nivel del mar comenzó a subir de nuevo, produciendo una
transgresión y depositación de sedimentos marinos en onlap sobre el límite de
secuencia. Los primeros sedimentos sobre este límite de secuencia son arenas y
lutitas intercaladas con un alto índice marino. A medida que subía el nivel del mar, la
costa clástica fue desplazada hacia el sur y el influjo de sedimentos clásticos hacia la
plataforma fue enormemente reducido. El resultado fue un cambio hacia una
sedimentación carbonática marina en la plataforma, correspondientes a la Caliza “O”.
La caliza “O” está formada en realidad por varias litologías, que incluyen arenas,
lutitas, calizas, dolomías y trazas de anhidritas. Los sedimentos transgresivos de la
Caliza “O” se depositaron en una serie de parasecuencias carbonáticas separadas
por capas de lutitas arenosas, glauconíticas y fosfáticas. Las capas lutíticas se
interpretan como producto de pulsos de cuarto orden en el nivel relativo del mar, lo
que, llevó a la acumulación relativa de sedimentos siliciclásticos y no depositación de
carbonatos. Siguiendo estas pulsaciones que profundizaban el mar, la producción de
carbonatos se inicia de nuevo en la plataforma y de esta manera otra capa de
carbonatos se deposita. El siguiente pulso elevaría rápidamente el nivel del mar,
formando una superficie basal transgresiva menor, en el tope de las capas
carbonáticas, depositando lutitas arenosas y glauconíticas. Este proceso se repitió
rítmicamente en toda el área tradicional de la cuenca de Barinas, depositando una
serie alternante, bien definida de capas carbonáticas y lutíticas dentro de la Caliza
“O”.
18
�Una rápida subida del nivel del mar al final del Cenomaniense e inicio del Turoniense
temprano, inundó la plataforma e interrumpió la producción de carbonatos de manera
permanente. Se creó así una superficie de no depositación, forzando las fuentes de
clásticos hacia el sur. Se establecieron condiciones de sedimentación muy escasas
en el tope de la plataforma carbonática, desarrollándose una sección condensada,
formada por las lutitas fosfáticas, ricas en orgánicos, del Miembro La Morita de la
Formación Navay. La base del miembro La Morita se interpreta como una Superficie
de Máxima Inundación, correlacionable con la de 91.5 M.a. de la carta Exxon, los
datos bioestratigráficos dan en la base de la Morita una edad Turoniense temprano,
consistente con la de este evento de máxima inundación.
El tope de la secuencia “C” corresponde a la discordancia erosional que está en el
tope del Miembro Quevedo de la Formación Navay y sobre la cual se depositó la
Formación Burguita.
Secuencia D:
Esta secuencia está compuesta por la Formación Burguita, el límite superior de la
secuencia es una discordancia de origen tectónico, la edad de este evento se
ubicaría entre Maastrichtiense y Eoceno medio y su origen se podría relacionar con
un evento contemporáneo ocurrido al sur de Colombia, producto de la colisión
Maastrichtiense entre las placas de Sur América y nazca, a lo largo de las costas
colombianas.
Secuencia E:
Se deposita sobre la discordancia que limita las secuencias D y E, comenzando con
la Formación Gobernador de edad Eoceno medio, y continua con la sedimentación
de la Formación Masparrito y por último con la Formación Pagüey, la cual constituye
la sección condensada de esta secuencia de tipo transgresiva. El evento que
ocasionó la transgresión de Gobernador sobre la superficie erosional del Eoceno
medio, se interpreta como la primera etapa de subsidencia de la cuenca “foredeep”.
19
�Secuencia F:
Está compuesta por la parte superior de la Formación Pagüey y toda la Formación
Parángula, que está constituida por sedimentos molásicos que se depositaron en una
cuenca antepais.
2.2.3.- Aspectos Estructurales de La Cuenca Barinas- Apure
La cuenca Barinas – Apure estructuralmente constituye una depresión con forma
alargada y asimétrica, que se extiende desde la antefosa andina al norte, hasta las
planicies situadas entre los ríos Apure y Arauca al sureste, cuyo eje tiene rumbo
aproximado de N 40° E, paralelo a la cordillera andina venezolana. El plegamiento en
el flanco sur de la cuenca es suave y los domos y anticlinales conocidos presentan
buzamientos no mayores de 5°, como se muestra en la figura 4.
Figura 4. Sección NO - SE de la cuenca Barinas – Apure. Tomado del WEC
1997.
La configuración actual de la cuenca se debe principalmente a la evolución del
Sistema Andino cuyo levantamiento principal pudo comenzar a finales del Mioceno y
que constituye hoy la separación de la Cuenca de Maracaibo. Su estructura es el
resultado de fuerzas tectónicas que actuaron durante el Mio – Plioceno, sobre rasgos
20
�estructurales más antiguos (Cretácico tardío), contemporáneo a la orogénesis
Laramidiana. Sin embargo, los rasgos más antiguos aún persisten y juegan un papel
muy importante y decisivo en la geología petrolera de la cuenca. Las acumulaciones
de hidrocarburos en el área están controladas por las estructuras extensionales
como por las compresivas del Cretácico tardío – Eoceno medio y Mio – Plio –
Pleistoceno.
Según Figueroa et al. (1994), la secuencia cretácica se encuentra presente en toda
el área disminuyendo su espesor hacia el sur y noreste. La secuencia Eoceno medio
y Eoceno medio a tardío alcanza su máximo espesor hacia el norte y se adelgaza por
erosión hacia el sur y sureste, la secuencia Oligo-Mioceno inferior se acuña hacia
noreste y la secuencia Mioceno medio Pleistoceno se erosiona hacia el norte.
También reconocen diferentes fases tectónicas que definen los principales rasgos
estructurales, siendo los más comunes fallas normales e inversas con pliegues
asociados, la mayoría de bajo ángulo. Las fases tectónicas son las siguientes:
Fase Distensiva (Jurásico- Cretácico temprano), asociada a la etapa de margen
pasivo que afecta al norte de Venezuela en ese lapso de tiempo, el callamiento
predominantemente normal con una orientación NO-SE.
Fase Compresiva (Cretácico tardío- Paleoceno - Eoceno temprano), relacionada
con la orogénesis de los Andes Centrales Colombianos, origina fallas inversas de
orientación NO-SE, así mismo ocurre la reactivación de muchas fallas normales
generadas en la fase anterior.
Fase Distensiva (Eoceno temprano a medio), afecta a las unidades cretáceas y a la
parte inferior del Eoceno medio, el fallamiento es normal con una dirección NE-SO.
Fase Compresiva (Eoceno medio), asociado probablemente a la llegada de las
napas al norte de Venezuela, origina predominantemente fallas inversas de
orientación NOSE.
21
�Fase Distensiva (Eoceno medio a tardío), el fallamiento originado durante esta fase,
tiene una orientación preferencial NE-SO y afecta a las secuencias Cretácicas y
Eocenas.
Fase Compresiva (Eoceno tardío?), asociada probablemente al último empuje de
las napas y al inicio del levantamiento de los Andes Orientales Colombianos. Origina
fallamiento inverso con una orientación preferencial E-O, NE-SO.
Fase Compresiva (Mioceno medio a Reciente) asociada al levantamiento de los
Andes y vigente hasta hoy día, genera fallas inversas de dirección NE-SO, que
cortan toda la sección estratigráfica. Durante esta fase orogénica se reactivan e
invierten estructuras preexistentes y la cuenca adquiere la configuración actual.
2.2. Geología Local
2.2.1. Configuración Estratigráfica Actual de los Campos.
La secuencia estratigráfica del campo Bejucal, está constituida por un basamento
Pre-Cretáceo, sobre el cual descansa discordantemente una secuencia cretácea
conformada por las formaciones Aguardiente, Escandalosa, Navay y Burguita.
La Formación Aguardiente, la cual descansa discordantemente sobre el basamento
pre-cretácico está constituida por areniscas limpias intercaladas por lutitas, pasando
hacia el tope por areniscas glauconíticas y calizas arenosas. Concordantemente
sobre la Formación Aguardiente reposa la Formación Escandalosa, formada por
lutitas negras, glauconíticas y limosas que pasan hacia el tope a areniscas
glauconíticas intercaladas con capas de lutitas delgadas culminando con calizas
arenosas fosilíferas. La Formación Navay, la cual suprayace concordantemente a la
Formación Escandalosa, comprende dos miembros, La Morita y Quevedo. La Morita
comprende una lutita negra, limosa, glauconítica rica en restos de peces con fosfatos
y chert. El miembro Quevedo está formado por areniscas calcáreas con capas
22
�gruesas de lutitas fosfáticas. Sobre el Miembro Quevedo descansa la Formación
Burguita, la cual cierra el ciclo Cretácico, formada por areniscas intercaladas con
lutitas. Esta formación fue erosionada durante el Cretácico Superior al Eoceno
Medio, formándose una discordancia regional sobre la cual se depositan los clásticos
de la Formación Gobernador del Eoceno Medio. (Helenes. 1998). La Formación
Gobernador infrayace a las calizas de la Formación Masparrito el cual representa un
ambiente nerítico poco profundo, que aparenta ser de aguas marinas llanas y bien
oxigenadas, propicio al desarrollo de calizas biostromales y transicional entre el
ambiente marino somero de Gobernador y el ambiente más profundo de la
Formación
Pagüey.
Las lutitas marinas de
la
Formación
Paguey pasan
discordantemente a los sedimentos continentales molásicos de las Formaciones
Parángula y Río Yuca de edad Oligoceno-Mioceno Temprano. (Helenes et al., 1998).
2.2.1.1. Formación Aguardiente
La referencia original de esta formación corresponde a F. B. Notestein, C. W.
Hubman y J. W. Bowler, (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997). Se caracteriza
por una litología de areniscas calcáreas duras, de color gris a verde claro y grano
variable. Localmente glauconíticas, con intercalaciones de lutitas micáceas y
carbonáceas y algunos lechos de caliza en la parte inferior; localmente las areniscas
son tan calcáreas que se aproximan a calizas arenosas. La edad de la Formación
Aguardiente es Cretácico, principalmente Albiense. El fósil índice más importante es
Orbitolina concava var. Texana.
2.2.1.2. Formación Escandalosa
La Formación Escandalosa aflora a lo largo de la región piemontina de los Andes
surorientales, y se reconoce en el subsuelo de la cuenca de Barinas. En 1959, Renz,
introdujo este nombre, para designar areniscas glauconíticas suprayacentes a la
Formación Aguardiente, en los Andes surorientales. Kiser (1961); Gaenslen (1962),
(Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997), han aceptado esta subdivisión. La
localidad tipo de esta unidad, se presenta en la quebrada Escandalosa, tributaria del
río Dorada en Táchira suroriental. La Formación Escandalosa es reconocida en el
23
�subsuelo de los campos petrolíferos de Barinas, con el nombre informal de
Formación Fortuna (Sociedad Venezolana de Ingenieros de Petróleo, 1963), (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997). Von Der Osten, (1966); Fierro (1977) y Useche
(1977), (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997), definieron esta unidad, señalando
como tope de la misma, un paquete de calizas correspondientes al Miembro
Guayacán. Posteriormente, Useche y Odreman (1987), (Léxico Estratigráfico de
Venezuela, 1997), establecen que esta formación yace sobre la Formación Río
Negro. La edad de la Formación Escandalosa es Cretáceo, Cenomaniense a
Turoniense, por correlación lateral y por sus relaciones con unidades mejor definidas.
Según Ramos et al. (1986) ), (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997), la formación
se extiende desde el Albiense Medio (Callialasporites dampieri) hasta el Coniaciense.
La formación pertenece al Cenomaniense Temprano-Turoniense Medio del Cretáceo
Tardío, basado en los estudios de Helenes et al. (op. cit.) (Kiser, 1997), (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997).
La formación está compuesta por areniscas macizas, cuarzosas y muy glauconíticas,
con cantidades menores de lutitas negras calcáreas. Las areniscas son de color gris,
gris oscuro a marrón claro y verdoso, de grano fino a medio, bien escogidas,
micáceas y carbonáceas. Se presentan en capas delgadas a masivas, con
estratificación cruzada en las capas más gruesas. Las lutitas son gris oscuro, algo
arenosas, calcáreas y carbonáceas. En el tope de la sección, se encuentra una
caliza de unos 4 m de espesor conocido como Miembro “O”, gris oscura, masiva,
dura, cristalina y coquinoidea, con manchas de dolomita microcristalina. Emite olor a
petróleo al ser golpeada, y se ha correlacionado con el Miembro Guayacán de la
Formación Capacho del piedemonte andino (Kiser, 1989), (Léxico Estratigráfico de
Venezuela, 1997).
2.2.1.3. Formación Navay
La referencia original de esta formación corresponde a L. Keher, (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997) en 1938. La localidad tipo es descrita por Pierce
(1960), como un conjunto de lutitas silíceas, friables a no friables, blandas, duras,
24
�quebradizas, amarillo claro a crema y a blanco; lutitas tripolíticas muy porosas, pardo
claro a gris claro, y algunas ftanitas no porosas, lenticulares, pardo claro, y lutitas
calcáreas, carbonáticas, gris a gris oscuro.
Como constituyentes menores de la formación, se presentan areniscas lenticulares
de grano angular, calcáreas a silíceas, pardo claro a gris claro. Estas areniscas, muy
calcáreas a veces, se han definido como calizas clásticas, probablemente por su
contenido fosilífero. En afloramientos, las lutitas carbonáceas se meteorizan y lixivian
a lutitas gris a pardo. Signos característicos son su fina laminación, restos
fosfatizados de peces (vértebras, escamas y espinas), común glauconita, las ftanitas
y una relativamente fácil correlación de electrofacies a través de la cuenca. Ha sido
repartida, en orden ascendente, en la lutita "N" (Miembro La Morita") y "M" al "I"
(Miembro Quevedo). Tiende a ser más arenosa hacia arriba; se vuelva muy arenosa
hacia el Escudo de Guayana y hacia Apure y la Cuenca Los Llanos. En el
afloramiento, la formación se meteoriza comúnmente a colores claros: gris claro,
blancuzco, beige, marrón clara y con una textura silícea porosa, "tripolítica" o
"porcelanizada".
Kiser (1961), describe la parte inferior (La Morita) como compuesta de lutitas
arcillosas suaves, gris claro a oscuro, con abundancia local de restos de peces. El
límite superior estaría en la base de la lutita, limolita o caliza silícea, dura y
quebradiza más inferior de la sección suprayacente (Quevedo). Esta última sección
la describe como compuesta de lutitas silíceas, calizas siliíceas y ftanitas con
areniscas, lutitas y limolitas interestratificadas, y se caracteriza por rápidas
variaciones laterales en la posición estratigráfica, y porcentaje de varios de sus
componentes litológicos. La superposición e interdistribución de varios litotipos,
hacen casi imposible una detallada correlación aún a corta distancia. Los estratos
silíceos son más comunes en los intervalos "M", "J" y "K".
El Miembro La Morita ha sido descrito como compuesto de lutitas arcillosas suaves,
gris claro a oscuro, con abundancia local de restos de peces. Su límite se ubica en la
25
�base de la lutita, limolita o caliza silícea, dura y quebradiza más inferior de la sección
suprayacente, Quevedo. Esta última sección está compuesta de lutitas silíceas,
calizas silíceas y ftanitas con areniscas, lutitas y limolitas interestratificadas, y se
caracteriza por rápidas variaciones laterales en la posición estratigráfica, y porcentaje
de varios de sus componentes litológicos. La Formación Navay es de edad
Coniaciense a Campaniense. Entre los fósiles que determinan la edad de esta
formación destaca la presencia del amonite Barroisiceras sp para el Miembro La
Morita.
El Miembro La Morita consiste en una sección esencialmente lutítica, en la sección
tipo en la quebrada Agua Fría, donde consiste casi exclusivamente en una lutita gris
oscura, calcárea parcialmente limolítica, con intercalaciones de horizontes fosfáticos
de 1.5 m de espesor; las intercalaciones calcáreas contienen pelotillas fosfáticas y
restos de peces, especialmente al norte de la sección tipo (Renz, op. cit.). Hacia el
flanco suroriental de la cuenca de Barinas, cambia gradualmente a una facies
compuesta casi totalmente de areniscas, con intercalaciones menores de lutitas y
ocasionalmente calizas. Renz (op. cit.) señala que en los alrededores de Libertad,
aparecen capas de caliza y de concreciones, indicándose su transición lateral a la
Formación La Luna.
El Miembro Quevedo fue introducido por Renz (op. cit.), para designar una secuencia
de rocas silíceas, duras, quebradizas, de fractura concoidea, predominantemente
lutíticas, de color gris claro que meteorizan a blanco, que incluye además
intercalaciones de areniscas gruesamente estratificadas, con estructura flaser en su
parte media, lutitas negras, calizas fosfáticas y capas de ftanita que constituyen
hasta un 40, de la sección. Los restos de peces forman más del 50% de las capas de
areniscas, y aunque la formación es en general muy fosilífera, las faunas están muy
mal preservadas y por consiguiente son de difícil identificación.
Sánchez y Lorente (1977), describen en el área de Santa Bárbara de Barinas, una
sección inferior de lutitas blancas con escasos fósiles, una sección media con capas
26
�de areniscas, conglomerados finos, fangolitas y lutitas blancas con fósiles de plantas;
y en los niveles superiores, se presentan bancos de lutitas de estratificación gruesa
(2 m de espesor), de lutitas de color gris claro a gris oscuro. Ambos tipos de lutitas
presentan fractura concoidea y meteorizan a blanco. Sánchez y Lorente (op. cit.)
recalcan, que de acuerdo al análisis de difracción de rayos X, el Miembro Quevedo
en esta área de estudio, no presenta lutitas silíceas (cemento silíceo).
En cuanto a la edad, la presencia de amonites Barroisiceras sp., en la parte inferior
de la formación, recogidos en la quebrada Escandalosa, evidencia la edad
Coniaciense del Miembro La Morita (Renz, 1959), confirmado por la presencia del
foraminífero Globotruncana fornicata que Van Hinte (1976) considera igualmente de
edad coniaciense. La flora y fauna estudiados por Ramos ubican al Miembro La
Morita
en
el
Coniaciense-Santoniense
y
al
Miembro
Quevedo
hasta
el
Maastrichtiense.
Feo-Codecido (1972), afirma que el Miembro La Morita es de ambiente marino
moderadamente profundo, hacia el flanco suroriental cambia a ambiente de aguas
marinas menos profundas, indicado por una secuencia casi enteramente arenácea.
Kiser (1988) menciona que la presencia de radiolarios, en este mismo miembro,
sugiere profundidades mayores de 300 m (984'). De acuerdo a Sánchez y Lorente
(1977), el Miembro Quevedo "se depositó a lo largo de una línea de costa, con
numerosas desembocaduras de ríos que formaban estuarios'', de aguas salobres y
bien oxigenadas entre el límite de baja marea y la región litoral.
2.2.1.4. Formación Burguita
La referencia original de esta formación corresponde a O. Renz, (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997), en 1959. Se compone de areniscas micáceas,
limolíticas, parcialmente glauconíticas y frecuentemente calcáreas, friables, de grano
fino y color gris claro, con fragmentos ftaníticos e interlaminaciones de lutitas gris
oscuro y arcilita de color gris claro. Las areniscas son masivas, muy lenticulares y
erráticas en su desarrollo, además, se hacen más delgadas y presentan lutitas
27
�interestratificadas de mayor espesor hacia el tope, son de color gris o marrón,
plásticas o duras, carbonáticas, piríticas, con intervalos calcáreos. Es evidente el
aumento del carácter arenoso de la formación, de base a tope. La edad de la
formación es Maestrichtiense, específicamente Maestrichtiense Superior, de acuerdo
a la presencia de los Palinomorfos Proteacidites dehaani, Retitricolporites sp.,
Psilatricolporites sp.
En la sección tipo y sección de referencia (río Mucupatí) los espesores son de 420 m
y 350 m respectivamente (Renz, 1959). Feo-Codecido (1972) menciona que en el
subsuelo tiene un espesor variable entre 0 y 177 m con un promedio de 73 m, ya que
su tope ha sido erosionado desigualmente en toda su extensión. En el campo
Silvestre, el espesor promedio es de unos 21 m y decrece gradualmente al este,
hasta desaparecer por truncamiento sobre el flanco oriental de la cuenca BarinasApure (Feo-Codecido, op. cit.). Kiser(1989) menciona un espesor mínimo de 10 m
área de Burgúa (412 m, en el campo Sinco, y su mayor desarrollo en el pozo La
Ceiba-1X).
Feo-Codecido (1972) menciona que la formación es de origen epinerítico. Kiser
(1980) señala, asimismo, que el ambiente es nerítico, cerca de la playa, con períodos
más marinos. Las areniscas masivas representan barras, e incluso canales en
llanuras intramareales.
2.2.1.5. Formación Gobernador
La referencia original de esta formación corresponde a G. R. Pierce, (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997), en 1960. La formación está compuesta
principalmente de areniscas cuarzosas, a veces cuarcíticas, friables a bien
endurecidas, presenta color gris claro a pardo, manchadas por óxido de hierro
cuando están meteorizadas, localmente conglomeráticas, en capas de espesor
medio a grueso, y con estratificación cruzada. Tienen aproximadamente un 20% de
interclaciones de limolitas en colores claros, y laminaciones lutíticas carbonáceas gris
oscuro a gris azulado. Se le asigna, con cierta confianza, una edad de Eoceno
28
�Medio, basado en su relación estratigráfica transicional con la Formación Masparrito
y la Formación Pagüey.
2.2.1.6. Formación Masparrito
La litología de la Formación Masparrito corresponde a una caliza "arrecifal", sin
embargo, su lenticularidad y desarrollo errático sugieren biostromos. El intervalo
corresponde a la Zona de Orbulinoides beckmanni (Porticulasphaera mexicana) que
indica una edad Eoceno Medio.
La localidad tipo mide 50 m de espesor, y un promedio de 17 m en el campo Sinco
(Feo-Codecido, 1972). Pierce (1960) reporta variaciones de 10 a 50 m.
Kaasschieter (fide Feo-Codecido, 1972) interpreta "un ambiente nerítico poco
profundo, probablemente inferior a los 50 m"; así que el ambiente aparenta ser de
aguas marinas llanas y bien oxigenadas, propicio al desarrollo de calizas
biostromales y transicional entre el ambiente marino somero de Gobernador y el
ambiente más profundo de Pagüey. La lenticularidad y poco espesor de las calizas
dentro del miembro indican un desarrollo biostrómico y no arrecifal.
2.2.1.7. Formación Pagüey
La referencia original de esta formación corresponde a Pierce, (Léxico Estratigráfico
de Venezuela, 1997), en 1960. Litológicamente, la formación se distingue, tanto en el
subsuelo como en la superficie, por la característica predominante de lutitas marinas
grises a negras, duras, astillosas, bien laminadas, muy foraminíferas y con niveles
comunes de nódulos sideríticos e incluso, presenta ftanitas. La edad identificada para
esta formación mediante su contenido fósil, Zona de Orbulinoides beckmanni
(Porticulasphaera mexicana), es Eoceno Medio.
29
�2.2.1.8. Formación Parángula
La referencia original de esta formación corresponde a A. N. Mackenzie, (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997), en 1937. La formación se caracteriza por el
predominio de conglomerados lenticulares de grano grueso, de color gris a verdoso y
pardo claro a blanco; areniscas de grano fino en capas masivas con estratificación
cruzada, localmente glauconíticas; presenta limolitas y lodolitas abigarradas a tonos
rojos, morados, pardo rojizo y pardo claro. Los abundantes palinomorfos
(Crassoretitriletes vanraadshooven, Grimsdalea magnaclavata Verrutricolporites
rotundisporis)
indican
claramente
que
la
Formación
Parángula
pertenece
principalmente al Mioceno Medio, posiblemente alcanzando el Oligoceno en algunas
áreas.
2.2.1.9. Formación Río Yuca
La referencia original de esta formación corresponde a A. N. Mackenzie, (Léxico
Estratigráfico de Venezuela, 1997), en 1937. La unidad consiste principalmente en
conglomerados de grano grueso, en lechos macizos; arenas macizas, con
estratificación cruzada, de grano medio a grueso, localmente caoliníticas, blandas a
duras, micáceas, arcillosas, de color típico verde grisáceo. Las arcillas son laminares,
blandas, plásticas y micáceas, de color amarillento, gris claro y moteadas de rojo
hematítico. La formación, en su globalidad, representa el intervalo molásico principal
derivado del rápido levantamiento de los Andes de Mérida. Los únicos fósiles
reportados que tienen valor bioestratigráfico, son los Compositae, que aparecieron
en el Mioceno Temprano, y el Fenestrites, que indican post-Mioceno Medio.
2.2.1.10. Formación Guanapa
La referencia original de esta formación corresponde a A. N. Mackenzie, (Léxico
Estratigráfico
de
Venezuela,
1997),
en
1937.
La
formación
consiste
de
conglomerado, arena y arcilla en estratos masivos, con estratificación cruzada, mal
consolidado y con escogimiento y estratificación pobre. Los colores varían entre gris
claro a pardo, a gris oscuro y gris-verdoso. Los cantos se componen de rocas
ígneas, metamórficas y sedimentarias, erosionadas de áreas adyacentes durante el
30
�levantamiento de los Andes. Sobre la base de su posición estratigráfica, y en
comparación con sedimentos parecidos en el piedemonte noroeste de los Andes y en
los valles internos, se asigna una edad de Pleistoceno.
2.4 Conclusiones
La Cuenca Barinas – Apure está ubicada al suroeste del país tiene una depresión
estructural del basamento, con un área aproximada de 95000 Km2, Limita al
noroeste con los Andes Venezolanos, al norte, con la Serranía del interior Central, al
este y noreste, por el levantamiento del Baúl y al sur está separada de la cuenca de
los Llanos Colombianos . La estructuración interna de la cuenca permite diferenciarla
en tres sectores claramente definidos denominados Monoclinal Nororiental,
Subcuenca de Capitanejo y Arco de Mérida. Posee ambiente sedimentario
continental y marino.
Según la edad geológica por la depositación de los sedimentos el orden de
la
secuencia estratigráfica del campo Bejucal, está conformada por las formaciones
Aguardiente, Escandalosa, Navay, Burguita, Gobernador, Masparrito y Pagüey.
31
�CAPITULO 3. Diseño para la revisión geológica de la arena H de la Formación
Burguita del campo Bejucal.
3.1 Introducción
Para desarrollar un trabajo de investigación de debe
se llevará a cabo una
metodología para llegar a los resultados, en este capítulo se describe detalladamente
la metodología empleada para este trabajo y consta de lo siguiente:
Recopilación de
información
y validación de
datos
Extrapolación de la
información a los pozos
vecinos para la elaboración
de correlaciones
estratigráficas
Interpretación de datos
de perfiles y núcleos a
través de la correlación
C.I.T. (Centro
de
Información
Técnica)
• Trabajos previos, Informes
Técnicos, Mapas, Registros de
pozos
• Carpetas de pozos
•
•
Referencias
Bibliohemerográficas
•
Libros, revistas científicas
Internet e intranet
Elaboración de secciones estratigráficas
• Elaboración de correlación estratigráfica, con
orientaciones en sentido paralelo y perpendicular
a la dirección de sedimentación establecida a nivel
regional para la cuenca Occidental.
• Selección de secciones estratigráficas más
representativas de los eventos sedimentarios en
el yacimiento
Calculo de
P.O.E.S.
Elaboración del Trabajo Final
Figura 5. Diagrama de flujo utilizado para la revisión geológica
32
�3.2 Revisión Bibliográfica
En esta etapa se consulta toda la información referente al área de estudio, en esos
caben resaltar: informes técnicos, mapas oficiales y no oficiales, datos generales
oficiales para cada uno de los pozos (ubicación geográfica, EMR, ET, ETA, etc.),
datos petrofísicos, perfiles sísmicos, así como también los registros disponibles para
cada pozo.
De igual forma, se realiza una revisión detallada de las carpetas de pozos dentro de
las cuales se encuentra información referente a reportes geológicos, informes de las
distintas pruebas y análisis realizados a los pozos tales como: análisis
convencionales y especiales de núcleo, muestras de pared, descripciones
macroscópicas de núcleo, reportes diarios de perforación, completación original,
RA/RC realizados en el pozo, entre otros, en especial referentes a la Formación
Burguita en el área de interés.
Dicha información será aportada por archivos que reposan en el Centro de
Información Técnica (CIT) de la División Centro Sur. Así como también, se obtendrá
información a través de medios audiovisuales como internet e intranet, portal de
PDVSA.
Al mismo tiempo, se realizará la validación de topes estratigráficos y curvas cargadas
en la plataforma que maneja PDVSA, en relación
con los registros en físico,
igualmente se certificaran los datos de pozos, la cual consistirá en comparar los
datos de los valores de la elevación de la mesa rotaria (e.m.r.), elevación del terreno
(e.t.) y coordenadas de pozos (x, y), que están cargados en el sistema, con el
propósito de corregir los datos de profundidad y ubicación de pozos a emplearse en
los mapas, corregir estos datos se fundamenta en el hecho de corregir las diferentes
mediciones de profundidad hechas desde superficie (measure deep: m.d) o las
referidas desde nivel del mar (true vertical deep sub sea: t.v.d.s.s.), cabe destacar,
que para interpretaciones geológicas, tales como correlaciones estratigráficas, se
deberá trabajar con mediciones en t.v.d.s.s.
33
�3.3. Validación de datos de perfiles y núcleos.
Para el reconocimiento de los datos planteados en perfiles y núcleos se procedió a
revisar los registros de completación, trabajos anteriores y todos aquellos
documentos que hacen referencia a la ubicación de los marcadores en el campo
Bejucal y algunos pozos de los campos vecinos. En primera instancia la identificación
del intervalo “H” se logro debido a que el mismo presenta en su parte superior un
intervalo radioactivo que es característico en gran parte de la cuenca, razón por la
cual la misma sirvió de guía para la correlación de las unidades infrayacentes
En relación a este intervalo, es importante destacar que la arena que presenta las
mejores propiedades para el almacenamiento de fluidos es la arena “H5”, razón por
la cual el estudio de las propiedades petrofísicas y la configuración de la estructura
de los yacimientos se enfocaron hacia la misma. (Parra).
3.4. Interpretación de datos de perfiles y núcleos a través de la correlación de
la Formación Burguita
Correlacionar es el primer paso en esta etapa y se realiza con el fin de verificar la
profundidad de las arenas en base al núcleo del pozo BEJ-1X y observar si existe
desfase entre la profundidad del registro y la del núcleo. Para la trampa bejucal-1
solo existe un núcleo, por lo que se trabajó con los registros de completación del
pozo, en donde se encuentran los datos de núcleo calibrados con el registro
eléctrico, así como los registros de Rayos Gamma, Resistividad, Caliper y Densidad.
Para poder extrapolar a cada uno de los pozos de esa trampa y observar la
continuidad de las arenas a través de toda el área de estudio.
3.5. Análisis del núcleo
El estudio de sedimentos y rocas sedimentarias se inicia con la observación
megascópica en el lugar donde se toma la muestra y en el laboratorio. un estudio
completo incluye desde simples observaciones macroscópicas (examen detallado de
estructuras sedimentarias, litología, contenido de fósiles, etc.) hasta la aplicación de
una serie de técnicas instrumentales que en conjunto permiten definir los ambientes
34
�de depositación; así como los eventos físicos y químicos que han ocurrido en un
ambiente sedimentario particular.
La metodología completa incluye la recepción de las muestras, identificación,
estudios geológicos específicos y entrega del informe de resultados, a continuación
se hará una breve descripción del alcance de la metodología empleada en el estudio
geológico del núcleo obtenido en el pozo BEJ-1X del campo Bejucal.
3.6. Calibración núcleo-perfil
Este se hará con el fin de confirmar la profundidad del núcleo y determinar si existe
un desfase en profundidad entre el núcleo y Gamma ray en los intervalos de núcleo
del pozo BEJ-1X, y así poder realizar alguna corrección necesaria referente a las
profundidades de perforación reales, debido a posibles errores por efecto de la
elongación de la guaya, influencia de la herramienta, entre otros. Del mismo modo,
se establecerá una relación entre las diversas litologías observadas en el núcleo
BEJ-1X con las respuestas que éstas deberían reflejar en el Núcleo y en los registros
tomados en el pozo con guaya (Gamma ray, Resistividad, Caliper, Densidad, entre
otros). Los registros eléctricos que se utilizarán para la calibración son en MD
(Measure Depth) a escala 1:200.
Este procedimiento se realizará con el objetivo de trabajar con datos de profundidad
de núcleo validados en un mínimo margen de error
3.7.
Distribución, geometría y extensión lateral de los cuerpos sedimentarios
a partir de la correlación estratigráfica entre pozos.
3.7.1 Determinación de topes estratigráficos
Se determinan a partir de las respuestas de los registros eléctricos (Gamma ray,
Densidad, Conductividad, entre otros) de base a tope de la arena H dentro de la
formación Burguita.
35
�3.7.2 Extrapolación de la información a los pozos vecinos para la elaboración
de correlaciones estratigráficas
Una vez definida la posición de los marcadores estratigráficos (base y tope de la
arena H) a partir del comportamiento de las curvas en los registros eléctricos
convencionales del pozo BEJ-1X, se procederá a extrapolar la información a los
pozos vecinos, con el propósito de definir la ubicación, extensión y espesor de la
arena.
Es importante resaltar que toda la información sedimentológica y bioestratigráfica
interpretada en el núcleo del pozo BEJ-1X será extrapolada solo a los pozos vecinos
el cual pertenecen a la trampa Bejucal-1, en los cuales se encuentran un total de 5
pozos entre ellos: BEJ-1, BEJ-8, BEJ-12, BEJ-14 y BEJ-16, cabe señalar que la
secuencia sedimentaria de la zona medida en el yacimiento es correlacionable con la
del pozo BEJ-1X.
3.7.3 Elaboración de secciones estratigráficas
Una vez definidos los marcadores estratigráficos de la arena H de la Formación
Burguita se trazará el mallado de correlación estratigráfica, utilizando un mapa base
isópaco-estructural. Esta correlación se elaborará tomando en consideración la
dirección de sedimentación sureste - noroeste establecido a nivel regional para la
cuenca Occidental de Venezuela según Parnaud, et. al, 1.995.
3.8.
Elaborar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información
de núcleos.
Luego de realizar las correlaciones estratigráficas detalladas en todo el campo, se
seleccionarán las secciones estratigráficas más representativas donde se visualicen
cuerpos sedimentarios de interés como canales y barras ó secuencias sedimentarias
de un evento geológico particular, como por ejemplo, apilamiento de barras y
canales, acuñamiento de algún cuerpo, con el propósito de reflejar su continuidad
lateral, parámetros geométricos y distribución en el yacimiento.
36
�3.9.
Calcular el Petróleo Original en Sitio (POES) a partir de la estructura
geológica, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico a obtener con el
presente trabajo.
La determinación del POES se realizó por medio del método volumétrico a través de
la siguiente ecuación:
Donde:
A = área del yacimiento expresada en acres.
h = espesor de arena neta petrolífera.
= porosidad.
So = Saturación de hidrocarburo.
Boi = Factor volumétrico inicial de petróleo.
La constante 7758 es un factor multiplicador para transformar las unidades de acrespie a barriles de petróleo (bls).
El cálculo de los volúmenes en los yacimientos son generados para cada una de las
celdas en los mallados creados. En cada una de las mismas se hace la aproximación
de volúmenes de prismas, razón por la cual la densidad del mallado se realizo de 10 6
celdas por Km2 para obtener la mejor estimación posible.
3.10. Conclusiones: La recopilación, validación y aplicación de técnicas para el
desarrollo del trabajo permitirá obtener los resultados mediante esta metodología
empleada.
.
.
37
�CAPÍTULO 4. Análisis y Resultados de la Revisión Geológica de la Arena H de
la Formación Burguita del Campo Bejucal
4.1 Introducción
En este capítulo, se presentan los resultados obtenidos en la revisión geológica de
la arena H de la Formación Burguita del Campo Bejucal de la Cuenca de Barinas
para nuevas propuesta de explotación en dichas arenas.
4.2. Interpretación de la estructura geológica, datos de perfiles y núcleos a
través de correlación de la Formación Burguita.
4.2 .1 Estructura Geológica de la Formación Burguita.
La trampa BEJ 1 del Campo Bejucal se encuentra ubicada Norte del campo Silvestre
y al Oeste de los Campos Palmita y Estero. La última revisión de la interpretación
sísmica 3D, integrada a la información de pozos, ha permitido determinar en forma
más precisa la morfología de la trampa. Como resultado, a nivel de la arena H-0004
BEJ 1 se obtuvo una estructura tipo monoclinal cuyo eje es N 40 E y buzamiento al
norte inferior a los 2 grados.
Los cierres de la arena H-0004 BEJ 1 son estructurales y se interpretaron como se
describe a continuación: al sur se limita por una falla normal que buza al norte, al
suroeste por una falla normal que buza al noreste, al oeste por el contacto agua
petróleo y por una falla normal que buza al suroeste; y al norte por el contacto agua
petróleo.
La Trampa BEJ-1X, representa aproximadamente un área de 202 acres, es un
monoclinal fallado de rumbo N 60° E, paralelo a la falla sur que limita la trampa y
presenta un buzamiento suave de 2° a 3° aproximadamente hacia el Noroeste.
Dentro de los límites de esta trampa se encuentran los pozos BEJ-1X, BEJ-8, BEJ12, BEJ-14 y BEJ-16.
38
�Figura 6. Mapa Estructural Formación Burguita Arena H. Trampa BEJ-1X
4.2.2 Información de perfiles
Se puede detallar una discordancia angular en toda el área donde se extiende entre
tope de la Formación Burguita y en la base de la formación Gobernador, señala que
pertenece al Cetacico Maastrichtiense, específicamente Maastrichtiense superior.
39
�Fm. Gobernador (Eoceno)
Discordancia Cretácico – Terciario.
Fm. Burguita (Maastrichtiense)
Figura 7. Registro GR Pozo- núcleo BEJ-1X
4.2.3 Datos de Núcleo
El Intervalo del núcleo cortado a nivel de la Formación Burguita inicia desde 9182’
hasta 9212’ según mmedida de tubería y desde 9187’ hasta 9217’ por medida de
guaya. Lo que representa un desfase de 5’.
40
�4.3 Distribución, geometría y extensión lateral de los cuerpos sedimentarios a
partir de la correlación estratigráfica entre pozos.
A fin de obtener la calibración Núcleo-Perfil se compararon los registros Core
Gamma (profundidades del núcleo) con el registro Gamma Ray (GR) del pozo
(profundidades del registro), estableciendo de esta manera las correcciones
necesarias para que ambas profundidades coincidan.
Figura 8. Integración Núcleo-Perfil
41
�Así mismo, los desfases encontrados para el núcleo del pozo Bejucal 1X son
mostrados en la Tabla 1. Con la finalidad de establecer uniformidad en la cita de las
profundidades aquí mostradas, las mismas se harán en referencia a la profundidad
de núcleo.
Tabla 1. Correlación Núcleo - Perfil Pozo Bejucal-1X.
PROFUNDIDAD PROFUNDIDAD
NÚCLEO
TOPE
NUCLEO
9107’
REGISTRO
9111’
BASE
9152’
9156’
TOPE
9152’
9157’
BASE
9212’
9217’
5
6
En
la
definición
macroscópica
de
los
cambios
DESFASE
+ 4’
+ 5’
sedimentarios
relevantes
comprendidos entre las profundidades 9107’- 9212’, se identificó la distribución del
tamaño de grano (grano creciente, grano decreciente y masiva), las estructuras
sedimentarias,
contenido
de
icnofósiles,
estructuras
diagenéticas
y
otras
características importantes como porosidad, permeabilidad visual, impregnación de
hidrocarburos.
4.3.1 Correlaciones de pozos
La dirección de depositación de sedimentos es en sentido NO-SE (NoroesteSureste), se puede observar que los cuerpos reducen su espesor hacia el SO-NE
(Suroeste-Noreste), así como también el Pozo que se encuentra en la zona mas
elevada del la estructura, es el pozo BeJ-1X asociado a una falla y representa un
cuarto cuerpo que no se ve en los otros pozos.
42
�Figura. 9. Correlación de pozos de la trampa BEJ-1X
Figura 10. Sección estratigráfica en dirección SO-NE
Tomando en cuenta la clasificación de electrofacies descrirta por James Walker en
1992, Las electrofrecuencias presentes en la formación Burguita desde 8750’ hasta
8820’ del pozo BEJ-1x son
43
�•
B-1: Agradante
•
B-2: Granodecreciente
•
B-3: Granodecreciente
•
B-4: Granodecreciente
Figura. 11 Electrofrecuencias de los espesores de la Formación Burguita en el
pozo BEJ-1X
4.4 Modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos.
Según la correlación estratigráfica entre pozos, a partir de la información del núcleo
del Pozo BEJ-1X, se puede observar que en general los pozos presentan cuerpos
masivos de areniscas, así como variaciones verticales al presentarse dentro de la
44
�misma Arena H, las electrofacies pasan de cilíndricas a granocrecientes; estas se
interpretan como depósitos asociados a zonas de canales de mareas y/o canales
distributarios depositados en zonas de estuarios o bien,
ubicados en el plano
deltaico bajo / frente deltaico, la secuencia de campana y de embudo en algunos
pozos representan depósitos de barras de mareas; por lo que se considera que el
Ambiente de Barra es de zona de anteplaya, debido a que las características de las
muestras de depositaciones son oceánicas y en su mayoría calcáreas.
ABANICO
DE
ROTURA
ESTUARINO
LAGUNAL
FLUVIAL
DELTAICO
LAGUNAL
ISLA DE
BARRERA
EOLICO
LAGUNA
EVAPORITICA
ARRECIFAL
Anteplaya
Costafuera
MARINO
PROFUNDO
Figura. 12. Ambientes Sedimentarios. (Canadian Society of Petroleum
Geologists)
4.5 Cálculo del P.O.E.S
Luego de Interpretar la estructura geológica de la formación Burguita en la trampa
BEJ-1x y establecer la distribución, geometría y extensión lateral de los cuerpos
sedimentarios a través de los pozos y evaluar la información documentada de los
pozos vecinos se puede determinar el Petróleo Original en Sitio aplicando el método
Volumétrico.
45
�Espesor de promedio de ANP: 15’
Área: 202 acres
Φ: 0,14
Sw: 0,50
Boi: 1,1
V= Área * Espesor
POES
POES
7758 *V * * (1 Sw)
Boi
7758 * (202 *15) * 0.14 * (1 0.50)
1.1
POES Volumétrico= 1.495 MMBNP
46
�CONCLUSIONES
En este trabajo de investigación se arribaron a las siguientes conclusiones:
1. La estructura de la trampa BEJ-1X está representada por un monoclinal fallado de
rumbo N 60° E, paralelo a la falla sur que limita el yacimiento y presenta un
buzamiento suave de 2° a 3° aproximadamente hacia el Noroeste, estas dos fallas
normales están exactamente en direcciones Suroreste - Noreste y Noroeste Sureste, y un contacto agua petróleo. Representa aproximadamente un área de 202
acres
2. La distribución y extensión lateral de los cuerpos se depositaron en dirección NOSE y se puede observar que los cuerpos se reducen en dirección SO- NE. Con una
geometría de aproximadamente 15’ de espesor de la arena.
3. Los depósitos asociados están depositados en zonas de estuarios, la
electroafacies de campana y de embudo en algunos pozos representan depósitos de
Barra de Zona de Anteplaya, por características de depositaciones oceánicas en su
mayoría calcáreas.
4. El petróleo original en sitio obtenido mediante el método volumétrico es de 1.495
MMBNP entrampado en toda la arena H de la formación Burguita.
47
�RECOMENDACIONES
Consideramos a partir de los resultados de este trabajo realizar las siguientes
recomendaciones:
1. Tomar Muestras de Núcleos a pozos que en todas formaciones.
2. Realizar registros de Pozos en todas sus profundidades para tener la información
de todas las formaciones.
3. Realizar una propuesta de RARC para los Pozos vecinos del pozo BEJ-1X y
perforar la arena H de la formación Burguita para incrementar la producción de
petróleo del distrito Barinas.
48
�REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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16. https://www.cspg.org/CSPG/IMIS20/
50
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
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Tesis
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Dublin Core
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Revisión geológica de las arenas pertenecientes a la formación Burguita del campo Bejucal del Distrito Barinas División Boyacá
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Adrihellys Alexa Mogollón Daza
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Tesis maestría
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/02aa3a7b8a2ff8fa4e001e81ca2850ed.pdf
244db0080514d18642a7124349e5d0bb
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Tesis de maestría
PROPUESTA METODOLÓGICA PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES
INFORMACIONALES EN LOS ESTUDIANTES DE LA CARRERA DE
COMUNICACIÓN SOCIAL EN LA SUM, MOA
Adys Dalmau Muguercia
�A Aymee y Armando, mis hijos
A mis padres
A Armando, por su impaciencia
Diciembre, 2010
�A mis amigos que me han apoyado moral y espiritualmente, a los que han
colaborado, ellos saben quiénes son y cuánto les agradezco. A los que
han revisado, cuestionado, sugerido y criticado, gracias, todas sus
acciones fueron muy constructivas y oportunas.
A todos
Gracias
�Resumen
Las habilidades informacionales constituyen uno de los elementos
fundamentales a tener en cuenta en la formación de los estudiantes. Al
respecto es importante que los educadores instruyan a los estudiantes en la
utilización de los diferentes recursos informativos y promuevan la necesidad de
utilizar el conocimiento generado.
La propuesta metodológica que se desarrolla en el trabajo incorpora la
formación de habilidades a partir de una propuesta de acciones por el profesor
desde las diferentes asignaturas de la carrera, encaminada a preparar al
estudiante de Licenciatura en Comunicación Social, para una mejor actuación en
su actividad profesional.
La propuesta contribuye a formar un profesional con conocimientos, actividad
práctica y actitudes que promuevan el uso de la información científicotecnológica en todas sus actividades.
3
�Abstract
The informational abilities are fundamental parts to taking into account in the
students formation. In relation to these abilities it is important that the educators
teach to students about the utilization of different informative resources and to
promote the necessity of utilization of the generated knowledge.
The methodological proposition developed in this work built-in the skill
formation starting with a set of actions by the instructor from the subjects of the
curriculum and oriented to prepare the student of Social Communication Career
toward a better actuation in its professional activity.
The aforementioned proposition contributes to the formation of a graduate with
knowledge, practical activity and aptitudes promoting the use of the
technological and scientific information in its entire set of activities.
�ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
I.1- GENERALIDADES SOBRE LA FORMACIÓN PARA LA SOCIEDAD DE
LA INFORMACIÓN Y EL CONOCIMIENTO
1.2- LA ALFABETIZACIÓN INFORMACIONAL (ALFIN). EVOLUCIÓN DEL
TÉRMINO
1.2.1 La Alfabetización Informacional (ALFIN) en la Educación Superior
1.3- PRESUPUESTOS TEÓRICOS PARA EL PROCESO DE DESARROLLO
DE LAS HABILIDADES
1.3.1 -Saber usar la información: tema transversal en el currículo
1.4- LAS HABILIDADES INFORMACIONALES EN EL PROCESO DE
FORMACIÓN
1.4.1. El Plan de Estudio de la Carrera de Comunicación Social
CONCLUSIONES PARCIALES CAPÍTULO I
CAPÍTULO II
PROPUESTA METODOLÓGICA PARA EL DESARROLLO DE
HABILIDADES INFORMACIONALES EN ESTUDIANTES DE LA CARRERA
DE COMUNICACIÓN SOCIAL
II.1. LA COMUNICACIÓN SOCIAL. CARACTERIZACIÓN DE LA
PROFESIÓN
II.2 CARACTERIZACIÓN DE LA CARRERA DE COMUNICACIÓN SOCIAL
EN EL INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA
II.2.1 El Modelo Pedagógico en la modalidad Semipresencial
II.2.2 Características del modelo
II.2.3 Marcos para el desarrollo de habilidades
�II.2.4 Proceso de formación de habilidades en la carrera
II.3 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
II.3.1 Discusión de los resultados
II.4. PROPUESTA METODOLÓGICA
II.4.1. Procedimiento para la implementación de la propuesta
II.5. SOCIALIZACIÓN DE LA PROPUESTA EN EL CLAUSTRO DE LA
CARRERA
CONCLUSIONES PARCIALES DEL CAPÍTULO
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
1
ANEXO
2
ANEXO
3
ANEXO
4
ANEXO
�INTRODUCCIÓN
El complejo mundo en que vivimos, con una mayor agudización en los
problemas de orden social, económico, político y ecológico, se proyecta con
fuerza a la globalización e internacionalización del quehacer humano. Cada
persona está obligada a ser más eficiente, para enfrentar los grandes retos del
tercer milenio.
Las relaciones entre la Educación y la Sociedad han sido analizadas
ampliamente como base objetiva del proceso de educación del individuo, con
la finalidad de lograr su integración al medio y en el proceso de desarrollo
social, entendiéndola como factor de su progreso económico y científico
técnico, además como factor de desarrollo de la cultura, de los valores éticos, y
en definitiva, del crecimiento espiritual de la humanidad. De acuerdo con lo
anterior, la escuela debe responder a los intereses y necesidades de la
sociedad a la que pertenece y esta deberá cambiar como respuesta a los
cambios sociales.
En correspondencia con los requerimientos de la sociedad, la institución
educativa deberá organizar sus recursos para lograr los objetivos, esto es,
encauzar los recursos de la mejor manera posible para formar el tipo de
hombre que la sociedad requiere.
Lo anterior presupone la utilización de modelos educativos que orienten el
aprendizaje hacia el desarrollo de un pensamiento amplio y un modo de actuar
inteligente y creativo, es decir, el desarrollo de competencias profesionales
como factor esencial para el desenvolvimiento y la actuación de los individuos
en la sociedad.
La actividad educacional requiere de un alto desarrollo de la ciencia y la
tecnología para proyectar con adecuadas bases teóricas y prácticas los
modelos educativos, de modo que estos aporten los fundamentos
epistemológicos y metodológicos para alcanzar el aprendizaje que se requiere
en la época actual. El docente debe tener claridad en los objetivos
educacionales que se persiguen y al planificar sus actividades, llevar a la
práctica y evaluar las experiencias de aprendizaje más apropiadas para lograr la
formación del tipo de hombre que la sociedad demanda.
La producción y uso de documentos en las actividades académicas y
científicas presenta nuevas formas de diseño encaminadas a favorecer la
utilización de las tecnologías de la información y la comunicación en la
producción y circulación de los documentos, la orientación hacia estas formas de
presentación de la información incide en la organización de la vida
1
�académica y en la naturaleza de los servicios bibliotecarios, pues requiere del
conocimiento de los individuos, para interactuar con los nuevos soportes
informativos.
La información ha sido un importante elemento social que ha acompañado al
ser humano en su devenir histórico. Procede del vocablo latino informatio, que
significa noción, idea, representación. Ha sido conceptualizada por diversos
autores y se le han dado diversos significados según el contexto en que sea
utilizada. Vizcaya (2004)1 brinda varios conceptos de información, of recidos
por diferentes especialistas, de ellos relacionamos los siguientes:
Jungeleussen refiere “es el cúmulo de signos a los que alguien les
imprime un significado al enunciarlo y al que un intérprete le imprime
también un significado”.
Para Shereider “La información es conocimiento transformado, su forma
representa dicho conocimiento”.
Kufer de Hanania “Es la expresión material del conocimiento para que
este sea utilizado”.
La información es analizada y entendida según los propósitos de quien la emite
y quién la recepciona. Según Buckland 2 puede ser analizada como: proceso,
objeto y conocimiento: como proceso es la acción de informar, de transmitir, de
comunicar conocimientos; como objeto son datos y documentos que se
consideran información, precisamente porque tienen la propiedad de transmitir
conocimiento, comunicar información e instruir y como conocimiento es el
resultado del proceso, es el conocimiento (noticias, inteligencia) comunicado o
transmitido concerniente a un hecho, sujeto o suceso.
Las definiciones analizadas muestran la información como transmisión de
conocimientos en un contexto específico y para fines definidos. La información
no es una mera recolección de datos, en su estructuración se va generando
conocimiento que va tomando sentido en dependencia de los diversos usos
que se le dé, y como consecuencia se genera una nueva información. De ahí
que, en la definición ofrecida por Buckland se entiende la información como
conocimiento, a partir de la evolución del concepto desde su surgimiento y su
significación a través del tiempo.
El hombre desde la antigüedad se preocupó por buscar vías para plasmar los
conocimientos, utilizó diferentes soportes para que quedaran registrados y
pudieran ser utilizados por las generaciones futuras. Las piedras, las tabletas
de arcilla, el barro cocido utilizado en Mesopotamia; el papiro, utilizado por los
egipcios; el pergamino, fueron los primeros soportes del conocimiento. La
1 Vizcaya A., D. (2004). Comp. Fundamentos de la Organización de la información. La Habana.
Editorial Félix Varela. P. 33-38
2 Notas de clase de un postgrado sobre Gestión de Información, recibido en la Universidad de La
Habana, 1990
2
�aparición del papel constituye una verdadera revolución en su época por las
facilidades que aportó con respecto a los materiales utilizados anteriormente, y
solo ha sido superada por la aparición de los nuevos soportes tecnológicos
devenidos de la introducción de las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones (TIC), que han multiplicado considerablemente la generación
de documentos.
Tal cúmulo de información es necesario recolectarla, procesarla, analizarla,
diseminarla, transmitirla y añadirle valor. Según algunos argumentos citados
por Núñez Jover (2007)3:
1. Crece aceleradamente el ritmo de producción de conocimientos. Se
asume que el 90 % de los científicos que han existido están vivos…
Desde 1750 las revistas científicas se han venido multiplicando por
factor de 10 cada 50 años y doblando cada 15 años….
2. Se reduce el tiempo necesario para transformar el conocimiento básico
en ciencia aplicada y esta en tecnología.
El desarrollo de un país depende cada vez más del uso intensivo de la
información y el conocimiento. La información científica constituye una
herramienta para el trabajo en la docencia y en la investigación. La necesidad de
adquirir habilidades para identificar, localizar, acceder y usar la información es
útil no solo en los procesos docentes, de investigación sino también para
elevar el nivel cultural y resolver tareas de la vida cotidiana.
Las habilidades informacionales pueden ser desarrolladas por la vía curricular,
extracurricular y laboral e investigativa con actividades diseñadas para el
desarrollo del uso de la información y la tecnología asociada al manejo de la
misma.
El desarrollo de las habilidades informacionales en los estudiantes de la
carrera Comunicación Social en las condiciones de la universalización es de
importancia vital. La información constituye una herramienta necesaria para el
desarrollo del objeto de la profesión, centrado en la capacidad de realizar
tareas dirigidas al perfeccionamiento de los procesos de comunicación interna y
externa en los organismos del estado, empresas, instituciones, organizaciones
políticas, de masas y sociales, a fin de contribuir al logro de sus objetivos en la
búsqueda de eficiencia económica; la adecuada vinculación con la sociedad
sobre bases éticas que aseguren la conservación, el enriquecimiento de nuestro
patrimonio social y cultural; la educación, la orientación comunitaria y
ambientalista de la población, para el fortalecimiento de la identidad y los
valores de la cultura nacional.
3 Núñez Jover, J. (2007). ¿Vivimos en la sociedad del conocimiento? En: La Ciencia y la tecnología como
procesos sociales. Lo que la educación científica no debería olvidar. : La Habana. Editorial Félix Varela,
1999. p. 86
3
�En la carrera de Comunicación Social se tratan de manera insuficiente el
desarrollo de las habilidades para trabajar con la información, elemento que se
puso de manifiesto en los controles a clases realizados y en la entrevista
realizada a los estudiantes. Donde se han observado las siguientes carencias:
limitaciones en el uso y empleo de soportes documentales;
restricciones de los profesores y tutores en la orientación de la
bibliografía, limitadas por lo general al libro de texto;
no se estimula la integración, evaluación y validación de información y
conocimiento;
dificultad para comunicar y generar nueva información.
La ausencia de aspectos propios a la alfabetización informacional en el
proceso de formación, la falta de preparación en las enseñanzas precedentes
para trabajar con la información, entre otras, constituyen elementos a
considerar en el insuficiente desarrollo de habilidades informacionales en los
estudiantes.
Si este profesional es el encargado de propiciar el desarrollo de procesos de
comunicación interna y externa en las organizaciones, las insuficiencias en el
manejo de la información limitan las posibilidades de los estudiantes en
correspondencia con los modos de actuación del profesional en las diversas
esferas en que ha de enfrentarse una vez graduado.
Esta situación reafirma la necesidad de crear y organizar un sistema de
acciones didácticas, en el contexto del modelo educativo y del encargo social
para la universalización, que contribuya a la mejor formación de los estudiantes
de Comunicación Social, a fin de que sean en el futuro, profesionales más
útiles a la sociedad, más integrales y con mejores modos de actuación.
Problema científico:
¿Cómo contribuir al proceso de desarrollo de habilidades informacionales en la
carrera de Licenciatura en Comunicación Social de la Sede Universitaria
Municipal de Moa?
El presente estudio define como objeto de investigación el proceso docente
educativo en la carrera de Comunicación Social y circunscribe su campo de
acción en el proceso de desarrollo de habilidades informacionales en la
formación profesional de los licenciados en Comunicación Social en la Sede
Universitaria Municipal de Moa.
4
�El Objetivo General que orienta el estudio es:
Elaborar una propuesta metodológica para el desarrollo de habilidades
informacionales en los estudiantes de la carrera de Licenciatura en
Comunicación Social de la Sede Universitaria Municipal de Moa.
Los objetivos específicos que se proponen están relacionados con:
Identificar los fundamentos teóricos que sustentan el desarrollo de
habilidades informacionales.
Caracterizar la carrera de Comunicación Social de la Sede Universitaria
Municipal de Moa.
Formular acciones que contribuyan a la conformación de la propuesta
metodológica.
Idea a defender:
La elaboración de una propuesta metodológica, que contemple acciones para
utilizar la información, contribuirá al desarrollo de las habilidades
informacionales en los estudiantes de la carrera de Licenciatura en
Comunicación Social.
En lo referente a la disponibilidad bibliográfica acerca del tema, se debe
destacar que son amplias las fuentes consultadas en materia de las Ciencias
de la Educación y en Alfabetización Informacional. De forma general se revisó
bibliografía impresa y de Internet, la mayoría de reciente publicación y toda con
plena vigencia en su contenido. Se trabajó con algunos textos de destacados
autores, así como con grupo de ponencias, artículos (nacionales e
internacionales) editados en los últimos años. Esta situación también fue
corroborada por los profesores y expertos que colaboraron con la investigación,
al reconocer y manifestar la ausencia de trabajos recientes que aborden los
problemas en la alfabetización informacional en Moa.
Métodos de investigación
Este trabajo ha estado basado, desde el punto de vista de la Metodología de la
Investigación en la perspectiva del paradigma de investigación cualitativo
propiciando, de esta forma, un proceso de investigación enriquecido con las
ventajas que este ofrece. Los principales métodos y técnicas utilizados fueron
los siguientes:
Del nivel Teórico
Histórico lógico permitió estudiar los precedentes cronológicos del proceso de
desarrollo de las habilidades informacionales, sus etapas principales y sus
conexiones históricas fundamentales. A través de este método se analizaron
5
�las concepciones del proceso y las tendencias más significativas en relación
con el proceso de desarrollo de las habilidades informacionales.
Análisis y síntesis imprescindible para profundizar en el conocimiento de las
partes y descubrir las interrelaciones entre los objetos. Para formular
conclusiones y recomendaciones.
Enfoque Sistémico-Estructural permitió determinar las necesidades y
regularidades en el proceso de desarrollo de las habilidades informacionales
en la formación profesional de los estudiantes, a través de la integración de los
fundamentos teóricos y metodológicos para la elaboración de la propuesta
metodológica.
Del nivel Empírico
Análisis documental para la construcción del capítulo teórico y la
caracterización del estado actual de la temática de estudio.
La observación directa se utilizó para conocer en la práctica cómo se está
orientando la bibliografía y determinar sus insuficiencias.
Entrevista no estructurada a los estudiantes con el fin de conocer sus
opiniones sobre la importancia de la investigación, así como de su nivel de
desarrollo de las habilidades informacionales.
Entrevista no estructurada a profesores para constatar sus opiniones acerca
de la situación con la formación y desarrollo de las habilidades
informacionales.
Métodos Estadísticos: Se utilizó la estadística descriptiva.
Se realizó un muestreo aleatorio simple tomando como muestra 36 estudiantes
del tercero y cuarto años de la carrera de Comunicación Social y 11 profesores
de la SUM de Moa, para un total de 47 personas, a 9 de estos profesores, se
les realizó además controles a clase.
Significación práctica:
El aporte práctico y novedoso del trabajo consiste en la propuesta de un
conjunto de procedimientos y orientaciones al profesor, que pueden ser
utilizadas para potenciar el desarrollo de las habilidades informacionales en los
estudiantes de la carrera de comunicación Social de la sede Universitaria
Municipal de Moa, basada en un enfoque del trabajo que permita, desde las
asignaturas, la aplicación de estos. Por primera vez se realiza una propuesta
que integra estas habilidades como herramientas a formar en estos
profesionales. La misma puede ser extendida a otras carreras.
6
�Estructura del informe
La estructura del informe está definida de la manera que sigue: consta de una
introducción, donde se abordarán los elementos generales que caracterizan la
situación problémica, la necesidad de su estudio y el diseño de la
investigación.
En el Capítulo 1 se tratan los fundamentos teóricos de la investigación a través
del análisis bibliográfico, se comienza por los presupuestos relacionados con la
formación de los individuos para la sociedad de la información, se abordan
referentes históricos sobre la formación de habilidades informacionales, las
teorías que la sustentan y la viabilidad de diseñar estrategias metodológicas
que favorezcan el desarrollo del proceso de enseñanza y aprendizaje mediante
el desarrollo de habilidades para el trabajo con la bibliografía.
En el Capítulo 2 se realiza la propuesta metodológica para la formación de
habilidades informacionales que contribuyan al desarrollo de la cultura
informacional en los estudiantes de Comunicación Social de la SUM Moa,
abordando sus antecedentes, su vigencia en el Plan de Estudios y la
responsabilidad del colectivo de profesores con la implementación de la
misma.
Se arriba, finalmente, a las conclusiones de la investigación y se proponen
algunas recomendaciones. Aparecen las referencias y citas bibliográficas
acotadas bajo el estilo de la APA (American Psichologycal Association), así
como anexos, en los que aparecen materiales relacionados con el presente
trabajo.
7
�CAPÍTULO I
La formación de habilidades informacionales en el contexto de
la sociedad de la información: una necesidad para la formación
Introducción
Se analizan los referentes teóricos conceptuales que sustentan la necesidad
de formar habilidades informacionales en los estudiantes universitarios para su
desempeño en la sociedad de la información y el conocimiento. Se recogen
aspectos relacionados con la globalización y su incidencia en la actividad
informativa, la necesidad de la formación de los individuos para el aprendizaje
permanente. Se fundamentan los criterios para formar estas habilidades en los
estudiantes.
1.1- Generalidades sobre la formación para la sociedad de la
información y el conocimiento
“La globalización de la información imprime mayor intensidad a los flujos de
información, propicia el desarrollo de sistemas electrónicos más ágiles y la
creación de ambientes tecnológicos modernos; promueve, además, el uso
constante de la información como fuente productiva y generadora de
conocimiento. La globalización no solo se plantea como un medio para
compartir el saber que otros han desarrollado y experimentado, sino como un
complemento insustituible a la labor académica, un medio para resguardar la
misión sociocultural de las comunidades, al preservar su producción intelectual y
permitir que los pueblos se reencuentren y compartan su creación científica,
literaria y social, es decir, su identidad cultural” Miranda (2000)4.
La influencia de la globalización abarca todos los sectores de la sociedad, al
que no escapa la información como recurso de importancia capital. Su uso se ha
convertido en un elemento estratégico para la mayor parte de las actividades
que se desarrollan en las organizaciones. La toma de decisiones efectiva está
condicionada, por lo general, por el acceso oportuno a la información y la
capacidad para procesarla y convertirla en conocimiento útil.
El análisis de la información como conocimiento ha sido abordado por
diferentes autores, en el proceso de agregación de valor a la información
Taylor (1982), Páez (1992), Ponjuán (1994).
4
Miranda A, Echevarria A. (2000) La biblioteca global y la identidad centroamericana. Extraído el 4 de
febrero, 2009 de http://www.ifla.org/IV/ifla66/papers/152- 163 s.htm
8
�El conocimiento se ha definido con diferentes puntos de vista, desde su
relación con la información y los datos hasta la capacidad de hacer cosas con
éxito. Alavi y Leider citado por Peluffo (2002)5 han identificado seis puntos de
vista para la definición del conocimiento.
Estos son:
a) En relación con datos e información: “Datos son hechos, números sin
procesar. Información son datos procesados o interpretados. Conocimiento es la
información personalizada”. El foco está centrado en las personas y su
necesidad de información.
b) Como estado de la mente: “el conocimiento es el estado de conocer y
comprender”.
c) Como objeto: “Los conocimientos son objetos que se pueden almacenar y
manipular”.
d) Como proceso: “El Conocimiento es un proceso de aplicación de la
experiencia”
e) En cuanto al acceso a la información: “El Conocimiento es una condición de
acceso a la información”.
Y ofrecen la siguiente definición de conocimiento “es la capacidad para
relacionar de forma altamente estructurada, datos, información y conocimiento
de un determinado objeto que permiten actuar efectivamente sobre éste en
base a un determinado valor y contexto.”
En la literatura consultada cuando se refiere a la construcción del
conocimiento, la mayoría de los autores, se apoyan en la llamada pirámide
informacional donde la base del conocimiento está en los datos que cuando se
estructuran y adquieren significación, se convierten en información, esta una
vez internalizada y contextualizada se convierte en conocimiento útil para la
toma de decisiones.
Páez Urdaneta (1992) citado por Ponjuán (1998) refiere los conceptos de
generación, organización, transferencia y aprovechamiento de la información,
mediante la llamada pirámide informacional que está formada por cuatro
niveles, donde se conceptualizan términos asociados a la construcción y uso
del conocimiento: Datos – Información – Conocimiento – Inteligencia.
La representación de estos cuatro conceptos en la pirámide implica una
jerarquización definida por las variables calidad vs. cantidad. Páez Urdaneta
5 Paluffo, A.M .& Catalón, C. (2002). Introducción a la gestión del conocimiento en el sector público.
Santiago de Chile: CEPAL-ECLAC. p. 20
9
�propone el concepto de información como materia asociada a la definición de
datos.
Fig.1 Pirámide informacional (Páez Urdaneta, 1992)
En la base de la pirámide los datos, que se convierten en información, están en
conocimiento y este en inteligencia. Proponen el concepto de información
como materia asociada a la definición de datos que se ofrece a continuación:
Datos: registros icónicos, simbólicos (fonémicos o numéricos) o sígnicos
(lingüísticos, lógicos o matemáticos) por medio de los cuales se representan
hechos, conceptos o instrucciones.
Información: Datos o materia informacional, relacionada o estructurada de
manera actual o potencialmente significativa
Páez analiza aquí el concepto de conocimiento, lo asocia a la información
como comprensión, y lo define como:
Conocimiento: estructuras informacionales que, al internalizarse, se integran a
sistemas de relacionamiento simbólico de más alto nivel y permanencia.
Inteligencia: estructuras del conocimiento que siendo
relevantes, permiten la intervención ventajosa de la realidad.
contextualmente
Para considerar la relación información - conocimiento este autor refiere que la
información es la materia prima y el conocimiento es el recurso mental
mediante el cual se le agrega valor a la información.
El proceso de construcción del conocimiento, siguiendo la posición teórica de
estos autores, se fundamenta en la transferencia de información como
repuesta intensiva a un proceso humano, el conocimiento es útil tanto en las
actividades formalizadas, como en el uso de la información en forma de
productos y servicios, que es salida de estos sistemas.
10
�Se parte de la concepción que los datos mediante procesos organizacionales
pueden ser agrupados, clasificados y formateados. En cada uno de los
procesos se les va agregando y los convierten en información. La información
mediante procesos de análisis (separación, evaluación, validación,
comparación) que le agregan valor, se convierte en conocimiento informativo.
Este a su vez mediante procesos evaluativos (opciones, ventajas, desventajas)
pasa a constituir el conocimiento productivo y este mediante procesos
decisionales de agregación de valor como pareamiento de metas, negociación
o selección se transforma en conocimiento que conduce a la acción. A
continuación representamos el proceso de agregación de valor propuesto por
Taylor:
Datos
Agrupación
Clasificación
Selección
Separación
Evaluación
Comparación
Opciones
Ventajas
desventajas
Pareamiento de metas
Negociación
Compromiso
Fig.2 Esquema de agregación de valor de Taylor
11
�Estos procesos de agregación de valor, llevan a la superación del nivel
informacional de un individuo, lo que infiere que si un individuo alcanza la cima
de la pirámide informacional está en mejores condiciones para tomar
decisiones acertadas, al obtener información de mayor valor en términos de
análisis de contenidos.
Si bien este procedimiento de agregación de valor a la información es un tema
recurrente en los procesos organizacionales, no lo hemos visto referido en la
literatura consultada desde la perspectiva de las ciencias pedagógicas, pero
consideramos que en el proceso de la construcción del conocimiento esta
posición es acertada y está en correspondencia con el enfoque de la
pedagogía que sitúa al estudiante y al profesor como agentes activos que
construyen significados, en respuesta a situaciones educativas específicas.
Coloca al profesor como guía del proceso y ofrece al estudiante la posibilidad
de conducir una buena parte del proceso de aprendizaje.
El conocimiento constituye la primera fuente de productividad económica, en
este escenario mundial donde la tecnología, la interactividad, la virtualidad, la
creatividad y la inteligencia confluyen y se manifiestan para caracterizar la
sociedad de la información y el conocimiento.
Después de la Segunda Guerra Mundial hay dos factores de desarrollo
industrial que marcan la sociedad que se comienza a gestar: la aparición de las
Nuevas Tecnologías de la Información y la explosión documental. Esta nueva
sociedad que emerge, como uno de los cambios más significativos que el
mundo experimenta, es la denominada “Sociedad de la Información”. Esta
denominación a juicio de diversos autores Ponjuán (1998), Cubillo (1996),
Cabral (1992), responde a la creciente y determinante importancia que la
información representa para los individuos en la sociedad, independientemente
del área geográfica en que se encuentren, nivel de escolarización, nivel
cultural, es decir, aquellos que se encuentren en ambientes de mayores
perspectivas de desarrollo, estarán más expuestos a consumir más y mejor
información.
Ponjuán (1998) define la sociedad de la información como “cualquier
conglomerado humano cuyas acciones de supervivencia y desarrollo esté
basado predominantemente en el uso, distribución, almacenamiento y creación
de recursos de información y conocimientos, mediatizados por las Nuevas
Tecnologías de la Información y las Comunicaciones”.6 La autora considera
que la sociedad enfrenta un crecimiento y expansión en la generación y uso de
la información que algunos lo ven como el advenimiento de un nuevo tipo de
sistema social y otros lo ven como la informatización de las relaciones
existentes.
6
Ponjuán Dante G. (1998) Gestión de información en las organizaciones. Principios, conceptos y
aplicaciones. La Habana: Universidad de la Habana.
12
�La información ha adquirido nuevas propiedades, se transmite de forma
instantánea, se separa de sus soportes tradicionales. La industria de la
información, que se desarrolla y crece constantemente a la vez, se convierte
en un elemento divisor y excluyente para la sociedad, de hecho todas estas
condicionantes permean, en alguna medida, las relaciones sociales y la
aplicación y uso de las TIC, modifica la naturaleza, el comportamiento, la
organización, el manejo y la recuperación de la información.
Según Nick Moore citado por Ponjuán (1998)7, las sociedades de la
información tienen tres características principales:
La información se utiliza como un recurso económico. Las
organizaciones hacen un mayor uso de la información para elevar su
eficacia y posición competitiva, con frecuencia mediante mejorías en la
calidad de los bienes y servicios que producen.
Es posible identificar un mayor uso de la información. Las personas
utilizan la información en forma intensiva en sus actividades en el rol de
consumidores. También utilizan la información como ciudadanos para
ejercer sus derechos civiles y responsabilidades. Además los sistemas
de información que se desarrollan, extenderán el acceso público a la
cultura y a la educación.
Se desarrolla un sector de información dentro de la economía cuya
función es satisfacer la demanda general de servicios y facilidades
informacionales. Una parte significativa del sector se ocupa de la
infraestructura
tecnológica:
redes
de
telecomunicaciones
y
computadoras. También se reconoce la necesidad de desarrollar la
industria que genera la información que fluye por las redes: los
proveedores de contenidos de información.
Por otra parte Ferroni (2004)8 citando a J. Cubillo plantea:
En un esclarecedor artículo J. Cubillo analiza tres tipos de Sociedad de la
información:
a) “La sociedad de información plena. . . los que puedan y deseen pagar podrán
tener acceso ilimitado a múltiples opciones”
b)”La sociedad de la información (en la que) se entremezclan y operan tanto el
mercado como algunas políticas de subsidio al acceso a Internet....en principio
ibidem 6
8 Ferroni, B.J. (2004). Alfabetización información:¿asumen los bibliotecarios que es parte de su misión
incluir a TODOS en la Sociedad del Conocimiento. Extraído el 3 de abril, 2009 de
http://www.ifla.org/IV/ifla70/prog04.htm.
7
13
�no intenta excluir a organizaciones y sistemas sobre la base de su poder
adquisitivo”.
c)”Un grupo de actores, muy débil en cuanto a su capacidad de acceso, uso y
generación de información digital... (y a la empresa). . . Encontraríamos los
grupos, más marginados de la sociedad... Sus accesos a la Red son
mediatizados a través de telecentros municipales. . .cibercafés... la
computadora de la escuela rural o de la biblioteca pública...”
Siguiendo este planteamiento se presenta uno de los problemas
fundamentales de la Sociedad de la Información y del conocimiento que es la
“brecha digital”9
En la Declaración de Principios de Ginebra (2003)10 se expresa el deseo y
compromiso de “construir una sociedad de la información basada en la
persona, integradora y orientada al desarrollo, en la que todos puedan crear,
consultar, utilizar y compartir la información y el conocimiento, para que las
personas, las comunidades y los pueblos puedan emplear plenamente sus
posibilidades en la promoción de su desarrollo sostenible y en la mejora de su
calidad de vida, sobre la base de los propósitos y principios de la carta de las
Naciones Unidas con pleno respeto y en defensa de la Declaración Universal
de Derechos Humanos”
La Declaración de Principios de la Cumbre Mundial de la Sociedad de la
Información (2003)11 se pronunció por lograr una sociedad de la información
donde: "es imprescindible establecer y desarrollar el acceso a la información y al
conocimiento, así como integrar a todas las partes interesadas, con las
posibilidades que ofrecen los diferentes programas existentes con vista a
acrecentar, tanto las competencias como las posibilidades de acceso de los
usuarios y la diversidad de opciones existentes, así como para posibilitar que
dichos usuarios desarrollen las soluciones que mejor se ajusten a sus
necesidades de información".
Este tema es ampliamente discutido en la literatura y desde la teoría no existe
referente sobre una posición acabada, si bien las tecnologías de la información
y las comunicaciones han generado transformaciones para la vida en la
sociedad y tienen incidencia en lo económico, ocupacional, cultural,
Es una expresión que hace referencia a la diferencia socioeconómica entre aquellas comunidades que
tienen accesibilidad a Internet y aquellas que no, aunque tales desigualdades también se pueden referir a
todas las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC), como el computador personal, la
telefonía móvil, la banda ancha y otros dispositivos. Como tal, la brecha digital se basa en diferencias
previas al acceso a las tecnologías. Extraído el 23 de abril de 2009 de
http://es.wikipedia.org/wiki/Brecha_digital
10 Declaración de Principios. Ginebra. (2003). Extraído el 3 de noviembre, 2007de
http://www.itu.int/dms_pub/itu- s/md/03/wsis/doc/S03-WSIS-DOC-0004! !MSW-S.doc
11 Cumbre Mundial de la Sociedad de la Información (2003). Declaración de principios para la
construcción de la sociedad de la información. Extraído el 7 de noviembre, 2007 de
http://bvs.sld.cu/revistas/aci/vol13_3_05/aci03305.htm
9
14
�político, educacional, etc., queda claro que estos cambios estructurales en la
sociedad modifican criterios, puntos de vistas y posiciones teóricas y
epistemológicas.
Las transformaciones sociales afectan muchos campos de la actividad
humana, a la vez que crean nuevas oportunidades, generan diversos
problemas que repercuten en la sociedad. La información es un recurso
relevante en el desarrollo científico y técnico de la sociedad, las personas que
tienen que tomar decisiones profesionales, administrativas y personales,
muchas veces se ven abrumados por la cantidad de información que se
genera, el exceso puede conducir a la incertidumbre, si las personas no están
preparadas para interactuar con ella.
Las exigencias del mercado en torno a contar con profesionales eficientes en
distintos ámbitos para la toma de decisiones y la formación permanente,
presionan al sistema de educación superior a conferir a los estudiantes las
competencias requeridas para la gestión de la información. En este contexto, la
razón específica de la creciente importancia formativa para la gestión de
información, se relaciona con que dada la enorme cantidad de información
disponible en diferentes formatos, soportes y niveles de calidad, las
habilidades informacionales –es decir, la capacidad de delimitar la necesidad
de información, acceder a ella, seleccionarla, evaluarla y usarla
adecuadamente– constituyen un sostén fundamental para la formación integral y
el aprendizaje a lo largo de la vida.
Todos estos procesos pasan por la gestión de información definida, para este
trabajo como el proceso de encontrar la información adecuada, para la persona
indicada, en el momento preciso, en la forma correcta, al costo adecuado, en el
tiempo oportuno, para la toma de decisión correcta.
Ante el volumen actual de información que circula alrededor de las personas,
necesaria para resolver problemas en su vida profesional, laboral, docente,
personal, el carácter multidisciplinar de la información potencia la necesidad de
desarrollar habilidades para la autogestión de la información como vía de
adquisición del conocimiento. Para lograr la eficiencia en estos procesos es
necesaria la actualización permanente, la gestión de información deviene
factor esencial para el logro de estos objetivos.
Los sistemas educativos no están exentos a estos cambios que exige el
entorno y debe asimilarlos en función de mejorar el proceso docente. La
introducción en la esfera educativa de las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones (TIC), tanto como soporte y transmisor de los conocimientos
científicos como medio de enseñanza para la simulación de procesos,
laboratorios virtuales, entre otras, generan cambios en los procesos de
instrucción y, a la vez deben garantizar la formación de los individuos para
asimilar los cambios.
15
�La instrucción de las habilidades para el uso de la información debe ser una
responsabilidad tanto de los profesionales que laboran en las bibliotecas y
otras instituciones, que son los intermediarios en la información, como de los
docentes.
Representa un reto y debe ser un compromiso para los educadores, responder a
las demandas formativas de los momentos actuales, para lograr ciudadanos
comprometidos con el proyecto social y el desarrollo cultural y económico del
país.
En la formación del profesional, además de instruir al estudiante y ponerlo en
contacto con el objeto de su profesión, desde los primeros años de la carrera, y
así lograr el imprescindible nexo con los modos de actuación de la profesión, se
les aseguran las habilidades necesarias para su desempeño profesional, social
y cultural. La universidad tiene la responsabilidad de formar al hombre para
vivir en sociedad, para ser un hombre útil comprometido con la realidad y apto
para actuar sobre ella y transformarla.
Los procesos de formación en la actualidad están mediados por el uso de las
TIC y constituyen, junto a las instituciones de información, las vías
fundamentales para acceder a toda esa gama de conocimientos que se ha
puesto al alcance de todos. No obstante la existencia de múltiples vías para su
acceso hace difícil mantenerse alerta sobre la información disponible, cuándo
usarla, y dónde encontrarla de forma rápida y efectiva.
El surgimiento de las tecnologías para el manejo de información, así como los
discos compactos y la integración de INTERNET, configuran un universo de
posibilidades para consultar información digitalizada. Sin embargo, este
desarrollo no se ha acompañado de un esfuerzo suficiente para que los sujetos
obtengan los conocimientos y habilidades suficientes para aprovechar los
beneficios de la información independientemente del soporte que la sustente.
La revolución en el campo de la informática y las telecomunicaciones ha
originado instrumentos y herramientas para mejorar la eficiencia del trabajo
intelectual. Los países, empresas y ciudadanos informatizados tienen mayores
ventajas que los que se rezagan en este campo, ellos tienen el control de las
principales fuentes de información (bases de datos, agencias de noticias, etc.),
demandan, de hecho transformaciones en la esfera educativa, de ahí que las
metodologías utilizadas en las instituciones educativas y los diseños de
obtención del conocimiento de los estudiantes necesiten ser modificados y
adaptados a las nuevas exigencias.
El nuevo paradigma tecnológico12 tiene entre sus características el
requerimiento de información y el conocimiento como base de la sociedad que
12
S e g ú n C a s t e l l ( 2 0 0 2 ) “al hablar de sociedad del conocimiento —en otros casos, sociedad de la
información — nos estamos refiriendo a la constitución de este nuevo paradigma tecnológico.
16
�se gesta. Al referirse a este Peluffo (2002) toma en consideración los
siguientes elementos:
•
Importancia del conocimiento como factor de crecimiento y de progreso, en
donde la educación es el proceso clave siempre y cuando esté orientada al
desarrollo del “aprender a aprender”.
•
Desarrolo de procesos de apropiación social del conocimiento, en donde la
sociedad, los individuos u organizaciones se apropian del conocimiento que
se convierte en un “bien público”, que al acumularse e interrelacionarse
permiten a las instituciones, organizaciones públicas o privadas, responder
a las oportunidades y desafíos que el entorno les of rece.
•
La capacidad de generar procesos dinámicos de aprendizaje social como
elemento clave para crear o fortalecer competencias en las personas,
comunidades o regiones que les permite saber actuar sobre el contexto de
manera exitosa.
•
La Gestión Estratégica del Conocimiento por medio de un pensamiento
estratégico y prospectivo en que tenga por objetivo orientar los esfuerzos
en el proceso de generación del conocimiento y del cambio social y
organizacional para desencadenar procesos sustentables de desarrollo.
Siguiendo esta línea de pensamiento se puede inferir que no solo hay que
desarrollar la tecnología, sino también aumentar la capacidad de las personas e
instituciones en la adquisición, generación, difusión y uso del conocimiento
más efectivamente para producir desarrollo social y crecimiento económico.
La investigación, la ciencia, la tecnología y la educación se convierten en
acciones priorizadas; el reconocimiento de que la información y el
conocimiento constituyen el capital fundamental en las organizaciones y que
las profesiones dependen cada vez más del conocimiento que se encuentre y
aplique en la solución de los problemas profesionales, es una realidad.
No se requiere saber acerca de todo, es suficiente con ser hábiles para
gestionar la información sin importar la fuente, el soporte, o el lugar en que se
encuentre. Este punto de vista le asigna al estudiante la responsabilidad
Dicho paradigma tiene dos expresiones tecnológicas concretas y fundamentales: una es
Internet. Internet no es una energía más; es realmente el equivalente a lo que fue primeramente
la máquina de vapor y luego el motor eléctrico en el conjunto de la revolución industrial. La otra
es la capacidad de ingeniería genética, el concomitante ADN o la capacidad de recodificar los
códigos de la materia viva y, por tanto, ser capaz de procesar y manipular la vida” Extraído el 7
de
noviembre,
2009
de
http://www.
uoc.edu/culturaxxi/esp/articles/castells0502/castells0502.html
17
�del desarrollo de habilidades para organizar, localizar, manipular y recuperar
información así como usarla de manera eficaz en la solución de problemas.
Existe un criterio cada vez más generalizado que el aprendizaje es un proceso
continuo a lo largo de toda la vida y no un proceso a corto plazo. La capacidad
del autoaprendizaje y la posibilidad de “aprender a aprender” a través del uso
de la información se ha convertido en un requisito esencial para el futuro
desempeño profesional y como ciudadanos.
La formación de habilidades informacionales, para interactuar en la sociedad
de la información y para asumir los nuevos retos educacionales en la formación
de profesionales, también se le conoce como “alfabetización informacional o
(ALFIN).
Dadas las tendencias actuales de contextualizar los procesos informacionales se
evidencia la necesidad de formular propuestas que permitan el desarrollo de
habilidades informacionales conducentes a:
Identificar necesidades de información
Acceder y usar la información
Evaluar información
Crear nuevos conocimientos
Comunicar información
1.2- La Alfabetización Informacional (ALFIN). Evolución del
término
Según Benito (2007)13 “Nos hallamos inmersos en la llamada sociedad de la
información, en la que se están transformando y ampliando los conceptos de
lectura y escritura, obligándonos a adaptar nuestras capacidades y saberes,
para no quedarnos descolgados de numerosas posibilidades en los principales
ámbitos de la vida. Es un nuevo proceso de selección, que algunos autores
denominan darwinismo social, donde ya no dependemos de la fuerza para
sobrevivir, sino de la formación; una formación cuyo fin último está ligado al
desarrollo personal, a la empleabilidad y a la relación interpersonal”.
El autor al referirse al darwinismo social contempla los procesos de selección y
adaptación que implican que la persona más informada será la más capaz de
adaptarse, de sobrevivir, de tener oportunidades en el mercado laboral y
transmitir el conocimiento.
1 3 Benito Morales, Félix. (2007). Cuestiones previas a un proyecto ALFIN. XIV Jornadas Bibliotecarias de
Andalucía. Antequera 15 al 17 de marzo de 2007.
18
�En el supuesto anterior se está llamando a una nueva formación, que rompe
con la tradicional educación de usuarios. El término formación ha sido utilizado
indistintamente para referirse a educación, instrucción, orientación; inclusive en
algunos casos lo relacionan directamente con la alfabetización.
Para este trabajo se entiende por formación la capacidad del individuo de
establecer sus propias relaciones al aprehender y acumular experiencias que
le posibilitan adquirir paulatinamente la independencia necesaria para la toma de
decisiones, haber adquirido habilidades de pensamiento crítico y autónomo.
La educación o formación de usuarios, que ha sido parte del trabajo
desarrollado históricamente por las bibliotecas para lograr que los individuos
accedan y usen los recursos bibliográficos que en ella se encuentran, ha
centrado su objetivo en aprovechar mejor la información para su propio
conocimiento y su actuación dentro de los servicios de la biblioteca.
Desde la bibliotecología, especialistas del área relacionada con los usuarios
han usado el vocablo sin distinción, mientras que otros, al procurar su
aclaración, se apoyan en la psicología y especialmente en la pedagogía.
Los cambios generados por la globalización han modificado y socavado las
estructuras sociales en todas sus dimensiones, generando cambios en los
modos de ser y de actuar de las personas, de ahí que los individuos deben ser
capaces de aprender durante toda la vida y adaptarse a los cambios, cuestión
que está modificando los sistemas educativos y los sistemas bibliotecarios por
lo que se buscan nuevas formas para propiciar el aprendizaje.
Las habilidades que exige la sociedad actual no están relacionadas solo con
saber usar la biblioteca, sino dominar las habilidades y estrategias para
informarse y usar la información, lo que implica conocer las fuentes, saber
aplicar de modo inteligente los procedimientos para obtener información de
ellas. Esta concepción abarcadora va más allá de la tradicional formación de
usuarios, porque nos preocupa no solo la información documental, sino
también las habilidades para comprender, usar y comunicar la información y
lograr conocimiento.
La idea de la Alfabetización informacional (INFORMATION LITERACY) surge a
principios de los años 70, para referirse al conjunto de contenidos relativos a
esta área, en el mundo anglosajón se utiliza principalmente "information
literacy", y en el ámbito francófono,"maîtrise de l'information". Con la expresión
"alfabetización informacional" traducimos literalmente la denominación
anglosajona.
El uso tradicional del término a l f a b e t i z a c i ó n como la capacidad de leer y
escribir, la habilidad o competencia para realizar actividades mínimas o,
19
�también, un elemento de aprendizaje. Para este trabajo adquiere una mayor
dimensión, más que limitarse a permitir que las personas sean funcionales y
productivas, debe procurar la integración de habilidades tales como
comprensión y expresión oral, lectura, escritura, y pensamiento crítico, incluir
un conocimiento cultural amplio y añadir la presencia de las TIC. La
alfabetización debe estimular la capacidad de pensamiento, de integración de
conocimientos y la participación activa en la sociedad.
En el mundo los proyectos de ALFIN han sido presentados a través de
estándares, normas y programas, para adoptar una posición al respecto, se
analizaron 4 estándares, 7 normas y 3 programas los cuales relacionamos a
continuación:
Estándares
1. North Dakota Standars and Benchmarks Library Technology Literacy
2. American Library Association and Association for Educational
Communications and technology
3. Estándares Australianos para la Educación Superior
4. Los Estándares de la ALA para la Educación Superior
Normas
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Los pasos Big 6 de Eiseber y Berkowski
Las siete caras de la alfabetización informacional de Bruce
Modelo de Ortoll para el entorno laboral
Modelo Sconull para bibliotecas académicas del Reino Unido
Modelo de Big Blue5
Modelo de OSLA
Modelo Gavilán
Programas
1. Programa Austin de la Universidad de Texas
2. Programa Tutorial basado en Internet Minneapolis-Estados Unidos
3. Guidelines for Library Media Programs in Lousiana Schools
Sin embargo consideramos que para el caso específico de la carrera de
Comunicación Social, una propuesta que considere el desarrollo de estas
habilidades desde las asignaturas, es mucho más factible. Se tomó como
referente las consideraciones de los estándares de la ALA para la educación
superior.
Por alfabetización informacional se entiende un proceso de aprendizaje
mediante el cual se identifica una necesidad o define un problema; busca
recursos aplicables; reúne y consume información; analiza e interpreta;
sintetiza y comunica eficazmente a otras personas y evalúa el producto
realizado. Una persona alfabetizada en información es aquella capaz de
20
�reconocer cuándo se necesita información y tiene la capacidad para localizar,
evaluar, y utilizar eficientemente la información requerida ALA, (1989)14.
La alfabetización informacional es mucho más que un paso lógico en la
evolución de la instrucción, en el manejo de las bibliotecas o de bibliografía; es
mucho más que enseñar cómo usar la biblioteca. El objetivo de la
alfabetización en información es crear aprendices a lo largo de la vida,
personas capaces de encontrar, evaluar y usar información eficazmente para
resolver problemas o tomar decisiones, usando o sin usar una biblioteca. Tanto
si la información viene de un ordenador, de un libro, de un órgano de gobierno,
de una película, de una conversación, de un póster, o de cualquier otro posible
recurso.
“Inherente en el concepto de alfabetización en información está la capacidad
de examinar y comprender lo que se ves en la página o en la pantalla de la
televisión, en un póster, en un dibujo, en otras imágenes, así como en lo que
oyes. Aspiramos a enseñar y posibilitar el aprendizaje tanto de habilidades
documentales como de pensamiento Benito”, (2000)15.
El origen del concepto de Alfabetización Informacional está en la aparición de la
sociedad de información, caracterizada por el crecimiento rápido de la
información disponible y los cambios del acompañamiento en la tecnología
usada para generar, diseminar, tener acceso y para manejar esa información
Rudolph, Smith y Argall, citado por Benito (2000) por su parte sugieren que “el
término ha atravesado sucesivas etapas en su significado, al principio ser
usuario competente (de bibliotecas) significaba pedir al bibliotecario que
proporcionara materiales de la biblioteca, más tarde saber cómo estaba
organizado el catálogo manual y cómo traducir las signaturas en sitios dentro
de la biblioteca. En la actualidad el significado incluye la comprensión de un
conjunto de elecciones acerca de medios y formatos en los que se proporciona
la información y partiendo de esto solo aquellos que son competentes en el
uso de la biblioteca pueden discriminar la información y proporcionarle un
contexto en su búsqueda de conocimiento”. 16
Benito (2000) al definir la alfabetización informacional plantea tres puntos de
vista con los cuales la autora de este trabajo coincide y están relacionados
con: el usuario, las instituciones y desde el punto de vista teórico.
14 American
Library Association (ALA). Presidential Committee on Information Literacy. Final Report.
Extraído el 24 de septiembre, 2009 de http://www.ala.org/acrl/nili/ilt/1st.htm
Benito Morales, F. et al. (2000) Estrategias y modelos para enseñar a usar la información. Extraído 23
de noviembre, 2009 de http:biblioteca.universia.net/html_bura/.../params/.../38113168.html
15
16
Ibidem 15
21
�Desde el punto de vista de los usuarios: El dominio (o proceso de aprendizaje)
de una serie de competencias o habilidades, para obtener, evaluar, usar y
comunicar la información.
Desde el punto de vista de las instituciones educativas y documentales:
El servicio y las actividades para lograr la enseñanza-aprendizaje de los
conceptos, procedimientos y actitudes relativos al acceso y uso de la
información.
Desde el punto de vista teórico o de la investigación: Área disciplinar cuyo
objetivo sería el desarrollo de normas, modelos pedagógicos, criterios de
evaluación y estrategias políticas para la mejora de las competencias
informacionales de los ciudadanos.
Las habilidades para codificar, comprender y producir textos escritos ya no son
suficientes; debe completarse y enriquecerse con el dominio de los medios
documentales y tecnológicos que mediatizan hoy el acceso a la información.
En materia de ALFIN se definen las aptitudes, habilidades y competencias, en
los diferentes programas, unos abordan el aprendizaje desde los servicios que
ofrecen las bibliotecas y otras instituciones de información, otros desarrollan
cursos y programas de pregrado y postgrados. Es decir que existe diversidad
de prácticas en cuanto al tratamiento de estas habilidades, sin embargo
aunque se aboga porque estas habilidades estén integradas en el plan de
estudio y en las asignaturas, los modelos existentes no lo abordan desde esta
perspectiva, se desarrollan desde la biblioteca o a través de cursos de
formación.
Griffiths citado en Johnson, (1999)17 plantea que “la formación de estas
aptitudes… constituye una responsabilidad compartida de todos los profesores y
de todos los proveedores de información”…“una formación eficaz en aptitudes
para el acceso y uso de la información depende de la cooperación entre los
especialistas de la información y los expertos en las diferentes disciplinas para
lograr unas innovaciones curriculares que favorezcan la consecución de tales
habilidades”.
La información se presenta cada día con mayor complejidad, por diversos
factores entre los que se distinguen:
el crecimiento exponencial de la literatura científica,
la diversidad de soportes, las vías de acceso, los cambios sociales y cul
turales,
la mediatización tecnológica del conocimiento,
1 7 Informe preparado por el grupo de trabajo de SCONUL sobre Aptitudes para el acceso y uso de la
información. Presidido por Hilary Johnson. Diciembre de 1999. Trad. De Cristóbal Pasadas Hureña.
Biblioteca. Facultad de Psicología Universidad de Granada.
22
�la carencia de habilidades para interactuar con los diversos recursos
informativos, entre otros.
Entonces la responsabilidad tiene que ser compartida entre los profesores, que
en el proceso de formación deben utilizar intensivamente los recursos
informativos por los sistemas de información como parte de apoyo a la
docencia.
La propuesta que se presenta incluye acciones para el desarrollo de estas
habilidades desde las asignaturas, por lo que es esencial la labor del profesor
para lograr los objetivos propuestos.
1.2.1 La Alfabetización Informacional ( ALFIN ) en la
Educación Superior
Delors (1 996)18 en un informe de la UNESCO recomienda que la educación,
para hacer frente a los retos del siglo XXI, se estructure en torno a cuatro
aprendizajes fundamentales, que en el transcurso de la vida serán para cada
persona, en cierto sentido, los pilares del conocimiento:
1. Aprender a conocer, es decir, adquirir los instrumentos para comprender
el mundo que le rodea, favoreciendo el despertar de la curiosidad
intelectual y estimulando el sentido crítico. Conviene compaginar una
cultura general suficientemente amplia con la posibilidad de estudiar a
fondo un reducido número de materiales. Esta cultura general sirve de
pasaporte para una educación permanente, en la medida en que supone
un aliciente y además sienta las bases para aprender durante toda la
vida.
2. Aprender a hacer (en gran medida indisociable con el anterior), para
poder influir sobre el propio entorno. Conviene no limitarse a conseguir
el aprendizaje de un oficio y, en un sentido más general, adquirir una
competencia que permita hacer frente a numerosas situaciones, algunas
imprevisibles, y que facilite el trabajo en equipo.
3. Aprender a vivir juntos, para participar y cooperar con los demás en
todas las actividades humanas. Se trata de aprender a vivir juntos
conociendo mejor a los demás, su historia, sus tradiciones y su
espiritualidad, y a partir de ahí, crear un nuevo espíritu que impulse la
realización de proyectos comunes o la solución inteligente y pacífica de
los inevitables conflictos, gracias justamente a esta comprensión de que
las relaciones de interdependencia son cada vez mayores, y a un
análisis compartido de los riesgos y retos del futuro.
1 8 Delors, J. (1996). La educación encierra um tesoro. Informe a la UNESCO de la Comisión Internacional
sobre la educación para el siglo XXI: Santillana.
23
�4. Por último, aprender a ser, un proceso fundamental que recoge
elementos de los tres anteriores. El informe Aprender a ser (1972)
manifestaba en su preámbulo el temor a una deshumanización del
mundo vinculada a la evolución tecnológica. La evolución general de las
sociedades desde entonces y, entre otras cosas, el formidable poder
adquirido por los medios de comunicación, han agudizado ese temor y
dado más legitimidad a la advertencia que suscitó. Más que nunca, la
función esencial de la educación es conferir a todos los seres humanos la
libertad de pensamiento, de juicio, de sentimientos y de imaginación que
necesitan para que sus talentos alcancen la plenitud y seguir siendo
artífices, en la medida de lo posible, de su destino. Estas
recomendaciones conservan una gran actualidad, puesto que el siglo
XXI nos exigirá una mayor autonomía y capacidad de juicio junto con el
fortalecimiento de la responsabilidad personal en la realización del
destino colectivo.
En Cuba los referentes sobre trabajos vinculados a ALFIN comienzan en la
década del los 90 del pasado siglo, en sus inicios centrados al diseño de
estrategias de búsqueda, trabajo con Bases de Datos, gestores bibliográficos y
otras aplicaciones en los estudios de la ciencias. Este fue desarrollado por el
Ministerio de Educación Superior19. Rodríguez, & Torricella (2008) 20 ofrecen
una reseña sobre los estudios sobre ALFIN en Cuba y refieren estudios en la
Universidad Central de Las Villas (1996-1997), como parte de programas de
maestrías, doctorados y especialidades.
Se realizan por la Universidad de La Habana varios trabajos de diploma Martí
(2002), Rodríguez (2004), Barzaga (2005), Medina (2005), Ramos & Camacho
(2006). En todos los casos la propuesta consiste en programas dirigidos a la
formación de habilidades informacionales, no está el tratamiento desde la
perspectiva que se refiere en este trabajo. La formación de habilidades
queremos verla desde el contexto de las habilidades generales a lograr en la
formación del profesional.
En el contexto de la universalización de la Educación Superior en Moa, no
existen referentes acerca del tema desde esta perspectiva. El tema ha sido
tratado en los trabajos de Rodríguez (2004), en la Sede Universitaria Municipal
de Plaza de la Revolución y en la Universidad de Matanzas, Marí, (2007), en
propuestas para programas de formación de usuarios.
El modelo pedagógico para la universalización de la educación superior
propuesto, se basa en el criterio de la semipresencialidad, prevé un modelo de
enseñanza – aprendizaje idóneo para formar personas que sean capaces de
Lee Tenorio, F. (2007) Inicios de la alfabetización informacional en Cuba.
Rodríguez C., L. & Torricella, R. (2008). La alfabetización informacional en los procesos de
desarrollo de software. Propuesta de un programa para la Universidad de Ciencias Informáticas.
Ciencias de la información. 39 (3). Sept.-dic. P. 6-7
19
20
24
�aprender a aprender durante toda su vida, y una de las herramientas
fundamentales es el autoaprendizaje mediante la búsqueda constante del
conocimiento y la información, no estamos pensando solo en el aprender a
usar la computadora, sino aprender a buscar información en Internet,
enseñarles a procesar, sintetizar y explorar el inmenso mundo del
conocimiento que las tecnologías han puesto a la disposición de los
ciudadanos.
Según Benito, 199921 “es importante reconocer que la principal herramienta de
comienzos del este nuevo milenio no son los ordenadores, sino el propio
conocimiento, modelado por las estrategias cognitivas que facilitan la toma de
decisiones y la solución de problemas, utilizando los recursos más apropiados,
así como las disposiciones afectivas que promueven el interés para aprender a
lo largo de la vida y la autoconfianza en las propias capacidades”.
Según Gómez (2007)22 “A diferencia de la formación de usuarios tradicional, de
la que se puede considerar una evolución, la ALFIN no se limita a preparar para
usar una institución o sus servicios, ni pretende que el usuario se adapte a
nuestros criterios técnicos u organizativos, ni se queda meramente en la
instrucción bibliográfica, en las habilidades de búsqueda y localización de la
información. La ALFIN pretende o aspira a incluir competencias no trabajadas
usualmente en la formación de usuarios: evaluación de recursos, comprensión,
utilización y comunicación de la información. Es decir, para usar la información
en la toma de decisiones o generar conocimiento hay que entrar en habilidades
cognitivas, e incluso en aspectos éticos. (…) pero en función de las necesidades
de los individuos, de las posibilidades del contexto o de la colaboración con
otros mediadores en procesos de aprendizaje, debemos ir más allá para incluir
el uso reflexivo e intencional de la información para la creación de
conocimiento.”
A partir del análisis de los presupuestos anteriores se considera que si se
integran las propuestas de ALFIN con las asignaturas y trabajos de los
alumnos, de modo que lo enseñemos a informarse de manera concreta, es
decir con ejemplos a sus fines de aprendizaje, esto puede ser un elemento de
motivación para los estudiantes de manera que pueda construir su propio
conocimiento a partir de sus nociones previas.
1.3 Presupuestos teóricos para el proceso de desarrollo de
las habilidades
La formación y desarrollo de habilidades ha transitado por diferentes
tendencias pedagógicas: enseñanza tradicional, nueva escuela, tecnología
2 1 Benito Morales, F. (1999).Sociedad de la información y bibliotecas escolares. Primeras jornadas de
Bibliotecas Escolares: Barcelona, 18 al 20 de marzo.
2 2 Gómez H. J.A. (2007). Alfabetización informacional: cuestiones básicas. Anuario ThinkEPI, v.1 p.
43-50
25
�educativa hasta la escuela de desarrollo integral o enseñanza desarrolladora.
La orientación de esta se fundamenta en que el profesor deja de ser un mero
transmisor de conocimientos a sus estudiantes, para convertir el proceso en un
acto de elaboración, construcción y reconstrucción por parte de los estudiantes
de conocimientos, modos de actuación y valores, así como otras cualidades de
la personalidad, bajo su la orientación.
Habilidad según el Diccionario Básico Escolar (2009)23 es la capacidad,
inteligencia o aptitud que tiene alguien para hacer algo con facilidad. González
y otros (2004)24 plantean que “el término habilidad, independientemente de las
distintas acepciones que cobra en la literatura psico-pedagógica moderna, es
generalmente utilizado como un sinónimo de saber hacer”.
Los conocimientos y las habilidades constituyen la plataforma y el saber de la
efectividad en la educación25, en la formación de los profesionales es de vital
importancia determinar las habilidades que debe desarrollar el estudiante en su
travesía por la carrera.
En relación con la necesidad de formar estas habilidades en la educación
superior consideramos atinado referir una reflexión de Área (2010)26 “Nuestro
tiempo actual se caracteriza por el consumo masificado, por la participación
social y por la configuración de redes de intercambio tanto de productos
materiales como culturales. Sin sujetos, sin individuos preparados para afrontar
de modo inteligente los desafíos del uso de la información que genera nuestra
sociedad contemporánea, esta no podrá desarrollarse y crecer
económicamente, no habrá participación democrática ni equilibrio social, ni
producción y consumo de la cultura en sus múltiples manifestaciones: sean
audiovisuales, literarias, artísticas…”
“Hoy en día, los ciudadanos necesitamos mayor cantidad y calidad de
educación, ya que los retos y contextos en los que tenemos que
desenvolvernos y cohabitar son más variados y complejos. Precisamos ser
más competentes que en décadas anteriores para poder emplear y
apropiarnos de la información y la tecnología digital. Esta formación o, si se
prefiere, alfabetización de los individuos ante los múltiples lenguajes y códigos
Diccionario básico escolar (2009). Santiago de Cuba. Editorial Oriente. P. 516.
González Maura, V. et al (2004). Psicología para educadores. La Habana. Editorial Pueblo y Educación.
p. 116
25 La educación en el sentido más amplio es el proceso mediante el cual las sociedades propician no sólo su
reproducción cultural sino su desenvolvimiento armónico, la convivencia y el bienestar presente y futuro
para todos sus miembros, en la medida en que los socializa, los integra a sus ideales, tradiciones y
cosmovisión cultural; a su saber acumulado, a sus normas y pautas de convivencia y a sus expectativas y
proyectos de desarrollo futuro, sin que por ello los individuos pierdan su libertad para escoger un proyecto
de vida personal y de realización profesional, en interacción y reciprocidad con la comunidad de que
hacen parte.
26 Área M., M. (2010) ¿Por qué formar competencias en información y digitales en la educación
superior? Revista Universidad y Sociedad del conocimiento p.3. Extraído de http:_ //rusc.uoc.edu.
23
24
26
�(textuales, icónicos, hipertextuales, audiovisuales, multimedia…) que adopta la
información, debería ser una meta recurrente y permanente de todo el sistema
educativo desde la educación infantil hasta la superior.”
1. La producción de conocimiento en todas las áreas del saber–científico,
técnico, humanístico, artístico o social– en estas últimas décadas está
en permanente crecimiento exponencial y es prácticamente inabarcable.
Por ello, hoy en día, un universitario debería adquirir no sólo los
conceptos, teorías y conocimientos básicos de una disciplina, sino
también disponer de los criterios y estrategias intelectuales para encontrar nuevas informaciones que sean valiosas para su ámbito o
campo de estudio, de investigación o de actividad profesional.
2. Existen cada vez mayores y numerosas fuentes que almacenan,
organizan y difunden información en formato de bibliotecas digitales,
bases de datos, portales web, publicaciones electrónicas, blogs, redes
sociales, etc. Por ello, es relevante que un universitario disponga de los
conocimientos y habilidades de uso de estas herramientas que le
permiten la búsqueda de información especializada en bases de datos
bibliográficas o sitios web relevantes para su campo de conocimiento.
3. Las teorías pedagógicas y del aprendizaje conciben al estudiante en
interacción con otros sujetos a través de la acción. Hay que ofertar a los
estudiantes las guías y los recursos necesarios para que pueda trabajar
autónomamente para resolver situaciones problemáticas, desarrollar
proyectos, estudiar casos, elaborar ensayos, etc. Pero para que este
tipo de metodología sea exitosa hace falta una condición previa e
imprescindible: que el alumnado esté formado en competencias
informacionales y digitales. Sin estas, difícilmente podrá buscar,
seleccionar, construir y difundir conocimiento elaborado personalmente.
4. Las formas de expresión y comunicación de las ideas, sentimientos,
opiniones y conocimientos adoptan formas y lenguajes múltiples que se
proyectan en textos escritos, en documentos audiovisuales o en
archivos multimedia. Por ello, el saber expresarse o ser capaz de
construir discursos en estos diversos lenguajes debería ser un tipo de
competencia imprescindible en un alumno y docente universitario. Esta
capacidad expresiva tendría que cultivarse en el seno de cualquier
carrera o titulación de modo que formemos a los estudiantes como
sujetos que están cualificados para comunicar y difundir sus ideas y
conocimientos a través de cualquier forma expresiva y tecnología.
5. Desde hace una década, los espacios virtuales están ganando mayor
protagonismo en la enseñanza universitaria y configuran modalidades
educativas conocidas como e-learning, docencia virtual, educación
semipresencial o b-learning y similar. Esta incorporación de las TIC a la
docencia universitaria requiere que tanto alumnado como profesorado
dispongan del dominio y las competencias del manejo de las
27
�herramientas de LMS (Learning Management System), así como de los
distintos recursos que configuran la denominada web 2.0.
En este sentido, cabe indicar que el estudio, análisis y reflexión sobre la
conceptualización y enseñanza de este tipo de habilidades es un lugar común o
espacio multidisciplinar abordado desde el campo de las ciencias sociales –
como es la pedagogía y la psicología– donde señalan que el conocimiento
debe ser construido por cada sujeto.
Rico Y Silvestre (2002)27 son de la opinión que en el proceso de formación del
conocimiento o la adquisición de una habilidad, se produce un desarrollo
gradual de lo simple a lo complejo, es por ello que la valoración de los logros
alcanzados por el estudiante es fundamental, como lo es la determinación de la
complejidad de las acciones para la realización de una tarea o para la
adquisición y desarrollo de nuevas habilidades.
Estas autoras sostienen que el proceso de enseñanza aprendizaje tiene lugar en
el transcurso de las asignaturas escolares,… “y en el proceso de asimilación de
los conocimientos se produce la adquisición de procedimientos y estrategias,
que en su unidad conformarán las habilidades tanto específicas de las
asignaturas como de tipo más general, entre ellas las relacionadas con los
procesos de pensamiento (análisis, síntesis, abstracción, generalización), entre
otras”.
La base del desarrollo de las habilidades radica en la función orientadora del
docente, las acciones (relacionadas con el objetivo de la actividad) y las
operaciones (condiciones en que se realizan las acciones) que se indiquen por
el profesor deben responder a los objetivos que se propone y deben
estructurarse de manera que se dé cumplimiento al mismo. De ahí la
necesidad de que el profesor sea el guía principal en la conducción de las
acciones que realizará el estudiante, por ello es medular establecer el
esquema de la Base Orientadora de la Acción (BOA).
López (2005) realiza un amplio análisis a partir de los clásicos del tema sobre la
función de la BOA en la construcción de la habilidades y con el que se coincide
en este trabajo y cito “N. F. Talízina (1985, 1988) amplía la estructura de etapas
e insiste en el papel predominante de la acción orientadora del profesor en la
etapa de motivación y de formación de la Base Orientadora para que los
estudiantes tengan los elementos y las condiciones necesarias para apropiarse
de la nueva acción, mientras que en las restantes etapas considera
determinante la participación activa del estudiante, bajo la supervisión del
profesor en su ejecución y en el control en este proceso desde sus inicios.
Talízina insiste en que el profesor debe elaborar o establecer la BOA a realizar
por los estudiantes y que en ella se presenta el contenido de la acción,
2 7 Rico P.& Silvestre M.(2002). Proceso de enseñanza aprendizaje. En: Compendio de Pedagogía. La
Habana: Pueblo y Educación. p. 69
28
�así como las condiciones necesarias para su cumplimiento para permitir a
estos que se formen una representación del contenido de la acción, y de
aquello que puede servirle de apoyo para su correcto cumplimiento, incluyendo
el orden de realización de las etapas que entran en la acción: orientación,
ejecución y control.
Las BOA pueden ser constituidas por el profesor de forma que el estudiante la
recibe ya estructuradas o pueden ser construidas de conjunto por ambos
actores del proceso (profesor y estudiante). En este sentido N. F. Talízina
(1985) insiste en que la BOA fraccionada, que es característica de la
enseñanza tradicionalista, necesita ser sustituida por la BOA generalizada o de
tipo III que permita una correcta formación de la acción.
Quintero, Triana y Loyola (2007)28 son de la opinión que como toda habilidad a
formar y desarrollar en el alumno, se debe tener en cuenta la orientación de las
acciones que deberá ejecutar el alumno bajo los principios elementales del
proceso de enseñanza- aprendizaje:
1. La motivación hacia la actividad es el primer paso a desarrollar.
2. La base orientadora de las acciones con un elevado grado de
despliegue, en la que se discutan los rasgos esenciales de las acciones a
desarrollar con la finalidad de que el alumno se sienta protagonista de la
actividad a realizar, como sujeto independiente y creador.
3. La materialización de las acciones, que cumple con el principio básico
de las tareas referidas a su suficiencia, deben ser variadas y
diferenciadas, y realizadas con determinada frecuencia.
4. El contenido de las tareas a desarrollar, que puede estar asistido por las
tecnologías de la computación o por las vías tradicionales, pues lo que
importante es que adquiera el conocimiento.
Para la propuesta que se presenta para el desarrollo de habilidades
informacionales en los estudiantes de la carrera de Comunicación Social de la
SUM de Moa se construye teniendo en cuenta las debilidades existentes
actualmente en el desarrollo de las habilidades informacionales.
González (2004)29 refiere que “El aprendizaje de las diferentes formas de
actividad ocurre en los sujetos de forma gradual: en un inicio se manifiesta la
actuación de manera muy imperfecta, en la medida que el sujeto hace “suyas”
las distintas acciones y operaciones, ocurre por consiguiente, una asimilación
progresiva de las mismas, reflejándose también en la actividad”
El desarrollo de habilidades es una exigencia determinada por el mundo actual,
la sociedad de la información demanda un personal altamente
28 Quintero,N.,Triana, M. & Loyola A. (2007). Fundamentos teórico metodológicos para el diseño de
estrategias educativas para la creatividad en la ingeniería gráfica. [versión Electrónica] Revista Recre@rte 7
, Julio. Extraído el 12 de enero, 2010 de http://www.iacat.com/Revista/recrearte07.ht
29 Ibídem 18. P.106
29
�calificado, especialistas capaces de dar solución a los problemas que la época
contemporánea plantea. Muchas de las habilidades necesarias para ello
comienzan a formarse ya en la educación preescolar (observación,
descripción, comparación) y continúan su desarrollo desde los primeros
grados, lo que constituye una tarea muy importante de la enseñanza. 30
El término habilidad es definido de diferentes formas por diversos autores, en
el trabajo de Hernández Carballo (2000)31 se ofrecen una serie de definiciones
entre las que se encuentran:
Para A. A. Smirnov la habilidad es "saber hacer.
Según A. Petrovsky es "el dominio de un complejo sistema de acciones
psíquicas y prácticas necesarias para la regulación racional de la
actividad con ayuda de los conocimientos y hábitos que la persona
posee."
B. A. Krutetski señala que es "el modo de realizar la actividad dominado
por el hombre."
V. González afirma que "las habilidades constituyen el dominio de
operaciones (psíquicas y prácticas) que permiten una regulación
racional de la actividad.
C. Álvarez define la habilidad "como la dimensión del contenido que
muestra el comportamiento del hombre en una rama del saber propio de
la cultura de la humanidad. Es, desde el punto de vista psicológico, el
sistema de acciones y operaciones dominado por el sujeto que responde
a un objetivo."
Es importante señalar que de forma general, estos autores coinciden en
analizar la habilidad en estrecho vínculo con el modo en que el sujeto realiza
su actividad, para lo cual necesita disponer de un sistema de acciones y
operaciones que respondan al éxito del objetivo propuesto.
De la misma forma Silvestre O., M. y Zilberstein T., J. (2002)32 citan a otros
autores como Danilov y Statkin, para ellos la habilidad es “…un complejo
pedagógico extraordinariamente complejo y amplio: es la capacidad adquirida
por el hombre de utilizar creadoramente sus conocimientos y hábitos, tanto
durante el proceso de actividad teórica como práctica”.
Y para M. López, citado por Silvestre y otros…“constituye un sistema complejo
de operaciones necesarias para la regulación de la actividad (…) se debe
garantizar que los alumnos asimilen las formas de elaboración, los
3 0 Castro Ruz, F. (l98l). Discurso pronunciado en el acto de graduación del Destacamento Pedagógico
Universitario "Manuel Ascunce Domenech" : La Habana, Empresa Impresoras Gráficas.
3 1 Hernández Carballo, M.J. (2000). Propuesta de un diseño curricular para el desarrollo de habilidades
intelectuales. Tesis para optar por el título Académico de Master en Educación de Avanzada. La Habana.
Instituto Superior Pedagógico Enrique José Varona.
3 2 Silvestre O.& M., Zilberstein T., J. (2002). Hacia una didáctica desarrolladora. La Habana. Editorial
Pueblo y Educación. p. 74
30
�modos de actuar, las técnicas para aprender, las formas de razonar, de modo
que con el conocimiento se logre también la formación y desarrollo de las
habilidades, y refiere que los autores citados de una u otra forma coinciden en
considerar que la habilidad se desarrolla en la actividad y que implica el
dominio de las formas de la actividad cognoscitiva, práctica y valorativa, es
decir “el conocimiento en acción”, esta es la tendencia de la mayoría de los
autores que se adscriben al enfoque histórico – cultural”.
En la definición dada por Silvestre y Zilberstein se plantea que la habilidad se
desarrolla en la actividad e implica el dominio de las formas de la actividad
cognoscitiva, práctica y valorativa, es decir el conocimiento en acción al
considerar la habilidad como parte del contenido. Resulta necesario señalar
que las habilidades caracterizan, en el plano didáctico, las acciones que el
estudiante realiza en su interacción con el objeto de estudio.
Es necesario plantear a los estudiantes los objetivos de modo tal que, aunque
varíe el contenido, tengan la posibilidad de realizar un mismo tipo de acción u
operación, de sistematizarla y lograr su desarrollo, en caso contrario, el nivel
de asimilación de la actividad será insuficiente, lo que se expresará en índices
más bajos de aprendizaje. No es posible, por tanto, pretender desarrollar
habilidades en los estudiantes al margen del dominio de determinadas
acciones.
En el proceso de aprendizaje, se distinguen los conocimientos y las acciones o
habilidades específicas que debe asimilar el estudiante como parte de los
contenidos en las diferentes asignaturas. De la misma manera manifiestan un
conjunto de habilidades cognoscitivas que sirven al alumno para acercarse al
conocimiento general. Según los trabajos de Rico, Rico y Silvestre (2002)33
entre ellas están las relacionadas con los procesos del pensamiento (análisis,
síntesis, abstracción y generalización).
En todas las definiciones se considera que la actividad del individuo no puede
verse fuera del contexto de relaciones con la sociedad, puesto que es en este
marco donde se produce la actividad humana en general. De esta manera, en su
interacción se incluye el intercambio con otros sujetos, cuestión que propicia
auto transformación del sujeto en un mayor o menor grado.
Álvarez, (1990)34 refiere: “Denominamos acción al proceso que se subordina a la
representación de aquel resultado que habrá de ser alcanzado, es decir, el
objetivo”.
3 3 Rico M. P. (2002). Algunas características de la actividad de aprendizaje y del desarrollo intelectual de
los alumnos. En: Compendio de Pedagogía. La Habana. Editorial Pueblo y Educación.
Álvarez de Zayas, C. M. (1990). Fundamentos Teóricos de la Didáctica de la
Educación Superior, La Habana, apuntes para un libro de texto. p.155
34
31
�Se puede inferir entonces que: la estructura de la habilidad está conformada
por un sistema de acciones y operaciones que manifiestan el dominio de
determinados conocimientos.
La habilidad constituye la posibilidad para el sujeto de poder realizar
determinadas acciones y de esta forma llevar a cabo determinadas actividades.
Álvarez (1999)35 clasifica las habilidades, según su nivel de sistematicidad en:
1. Las propias de la ciencia específica,
2. Las habilidades lógicas, también llamadas intelectuales o teóricas,
las que se aplican en cualquier ciencia, tales como induccióndeducción, análisis-síntesis, generalización, clasificación, definición.
3. Habilidades propias del proceso docente en sí mismo, y de auto
instrucción, tales como el tomar notas, la realización de resúmenes y
de fichas, el desarrollo de los informes, la lectura rápida y eficiente,
entre otras.
Fuentes (2008)36 plantea “Sin pretender desarrollar una clasificación de las
habilidades se asume la existencia de las habilidades, considerándolas como
parte del contenido de una disciplina docente y que caracterizan en el plano
didáctico las acciones que el estudiante realiza al interactuar con el objeto de la
cultura. Desde este punto de vista, existen:
1.
Habilidades específicas (vinculadas a una rama de la cultura o
profesión). Constituyen el tipo de habilidad que el sujeto desarrolla en su
interacción con un objeto de la cultura y que, en el proceso de
enseñanza aprendizaje, una vez que son suficientemente
sistematizadas y generalizadas, se concretan en métodos propios de
los diferentes objeto de la cultura que se configuran como contenido.
2.
Habilidades lógicas. Son las que le permiten al sujeto apropiarse,
comprender, interpretar transformar el conocimiento. Guardan una
estrecha relación con los procesos fundamentales del pensamiento,
tales como el análisis-síntesis, abstracción-concreción, generalización,
entre otros. Se desarrollan a través de las habilidades específicas.
Están en la base del desarrollo de las habilidades, y en general de toda
actividad cognoscitiva del sujeto.
3.
Habilidades del procesamiento de la información y la
comunicación. Son las que le permiten al sujeto procesar la
información, y se incluyen aquellas que permiten obtener la
información y reelaborar la información. Aquí se incluyen aquellas
35 ---- (1999). La escuela en la vida. La Habana: Editorial Pueblo y Educación. p. 71
36 Fuentes G. H.C.(2008). La formación de los profesionales en la contemporaneidad. Concepción
holística configuracional en la educación superior. Santiago de Cuba. Centro de Estudios de Educación
Superior. p. 272-273
32
�habilidades propias del proceso enseñanza-aprendizaje como tomar
notas, hacer resúmenes, así como exponer los conocimientos tanto de
forma escrita como oral.
Entre estos grupos de habilidades existen nexos, pues las unas condicionan a
las otras, formando parte de un gran sistema en el que las habilidades lógicas
sirven de soporte, de ahí la relevancia que poseen en el núcleo de contenido.
En la bibliografía revisada Álvarez (1999), López (2005), clasifican las
habilidades siguiendo la denominación de Álvarez, que aunque incluyen
habilidades para el tratamiento de la información, como habilidades para el
procesamiento de la información y la comunicación solo la encontramos
definida por Fuentes, en opinión de la autora es el término más acertado por el
contenido que encierra la habilidad en sí, pues la denominación Habilidades
propias del proceso docente en sí mismo, es muy general y no refiere la
esencia de lo que se puede lograr en el estudiante.
El formación y desarrollo de las habilidades de carácter general tanto docentes
como intelectuales en los estudiantes, se potencian con el uso de la
información, para hacer un uso adecuado de la misma se debe fortalecer
desde la didáctica métodos y procedimientos que propicien el desarrollo de
estas habilidades, en función de los objetivos de cada clase.
Estos procedimientos deben profundizar hacia el interior del enseñar a
aprender, promover el análisis, la síntesis , la abstracción, la generalización, la
inducción, la deducción, la demostración, la búsqueda de las causas y las
consecuencias, la búsqueda de la esencia, entre los elementos importantes
que conduzcan a un pensamiento cualitativamente superior y que permita a la
vez, no solo el desarrollo cognoscitivo, sino también el desarrollo de
sentimientos, valores, convicciones, principios que identifiquen un profesional
comprometido con su tiempo y con su realidad nacional.
Saber usar la información es un elemento esencial para el logro de estos
objetivos. De ahí que, utilizar métodos y procedimientos más generales y
productivos que complementen los diferentes métodos y que de forma
coherente integren la acción de las diferentes asignaturas que cursa el
estudiante, es una necesidad en la formación del profesional.
1.3.1 Saber usar la información: tema transversal en el
currículo
La orientación y la estructura de los sistemas de educación y el progreso
pedagógico exigen la incorporación y/o reconversión de las habilidades para
usar la gran cantidad de información que se genera y su incorporación a la
ciencia, la tecnología y la sociedad.
33
�La educación en el uso de la información, como la educación ambiental, para
la paz, para la convivencia, entre otras, constituyen las denominadas líneas
transversales. Que reciben este nombre por atravesar la verticalidad
disciplinar.
Es un imperativo en la sociedad actual aprender métodos para buscar,
conservar y procesar la información que se produce. La recuperación y el
manejo de la información consisten en la capacidad de identificarla, tener
acceso a ella, usarla eficientemente para la obtención de los objetivos
propuestos. En la estructuración curricular de la carrera de Comunicación
Social una vez analizada la organización de los objetivos, contenidos y
habilidades, se considera posible elegir los procesos necesarios para generar o
cualificar las capacidades profesionales para el manejo de la información que
se pretenden desarrollar. A través de la estructuración curricular se puede
conseguir la articulación, jerarquización y convergencia de los referentes y
fundamentos del currículo para ponerlos como un todo al servicio del desarrollo
integral humano, dentro de la dinámica del proceso de formación y en el
contexto social y cultural propio de estos estudiantes.
La Association of College & Research Libraries Information Literacy
Competency Standars ref iere que “La competencia informacional es común a
todas las disciplinas, a todos los entornos de aprendizaje, a todos los niveles
de educación. Permite a los aprendices dominar el contenido y ampliar sus
investigaciones, ser más autónomos y asumir un mayor control en su propio
aprendizaje. De ahí su carácter transversal e interdisciplinar”.
El concepto de transdisciplinariedad es abordado por Sandi (2010)37 y refiere
citando a Piaget que es “la etapa donde las relaciones interdisciplinarias pasan a
un nivel superior que debiera ser la transdisciplinariedad, el cual no se limitará
a reconocer las interacciones y reciprocidades entre las investigaciones
especializadas, sino que buscará abordar y ubicar esos vínculos dentro de un
sistema total sin fronteras estables entre las disciplinas”.
Galvani (2006) citado por Sandi (2010) propone que en el camino para la
educación transdisciplinaria debe contemplar al menos los siguientes aspectos:
Solicitar una reflexión sobre la experiencia y una producción personal
del saber.
Acompañar el diálogo intersubjetivo, intercultural e interdisciplinario de
culturas, generaciones y disciplinas.
Organizar y religar las enseñanzas disciplinarias desde problemáticas
globales.
Introducir dentro de los programas de escolares, el conocimiento del
conocimiento.
Sandi S.,M.C. (2010) IV Congreso Internacional sobre transdisciplinariedad complejidad y
Ecoformación. 22 al 26 de febrero 2010. San José. Costa Rica.
37
34
�Uno de los elementos claves para el desarrollo del aprendizaje lo constituye la
información científico técnica, por ello al analizar su implementación en el
modelo pedagógico propuesto se tienen en cuenta los elementos conceptuales
que lo sustentan y las sugerencias metodológicas relacionadas con la forma de
utilizar y orientar la bibliografía en las formas organizativas del proceso
docente, de manera que puedan utilizarse para mejorar las prácticas
pedagógicas haciéndolas más pertinentes en el momento de trabajar con los
diferentes recursos informativos de apoyo a la docencia en todas las
asignaturas y años de la carrera.
Este modelo pedagógico se caracteriza por ser abierto y flexible, permite dar
respuesta a las necesidades informativas de profesores y estudiantes desde
una perspectiva en el uso de la información que permiten al estudiante ir más
allá de de la instrucción para el uso de la biblioteca, se ofrece la posibilidad de
potenciar el uso de la información en la diversidad de fuentes de información
disponible tanto en recursos tradicionales como en los nuevos soportes
documentales.
La carta de transdisciplinariedad en su artículo 11 postula “una educación
auténtica no puede privilegiar la abstracción en el conocimiento. Debe enseñar a
contextualizar, concretar y globalizar. La educación transdisciplinaria reevalúa
el rol de intuición, del imaginario y de la sensibilidad y del cuerpo en la
transmisión de conocimientos”
Le corresponde a la universidad no solo formar profesionales para el momento
actual sino para el futuro con vistas a llevar hacia adelante el desarrollo, con
conciencia de servicio a su país y dispuestos a incorporar de manera
independiente las innovaciones dentro de su profesión, así como los cambios
sociales sobre los que repercute; de ahí que el currículum deba prever los
mecanismos para poder efectuar ajustes y actualización.
Hernández (2003)38 refiere que el perfil profesional debe contemplar tres
niveles de exigencias según N.F. Talizina (1993):
1. Exigencias de la época
Tipos de actividad argumentadas por las particularidades del siglo, es decir,
aquellos conocimientos y habilidades de carácter general, no privativos de una
profesión, sino que son inherentes de todos los profesionales contemporáneos.
Por ejemplo la generación y velocidad del conocimiento que caracteriza esta era
de la información, exige de habilidades específicas para la búsqueda,
procesamiento y fijación de la misma, que muy pocas veces constituye
proyecciones previstas en el perfil profesional.
3 8 Hernández, A (2003). Perfil Profesional. En Curriculum y Formación profesional. González, et. al. La
Habana. CEPES. P.91-93.
35
�Otro aspecto a contemplar dada la complejidad de los objetos de estudio
producto del desarrollo científico y el surgimiento de ciencias
multidisciplinarias, es la necesidad de trabajo en grupos de diversos
especialistas, en equipos multidisciplinarios que requieren habilidades de
comunicación interpersonal. Puede que esta exigencia de la época, a la vez
sea un requisito particular de una carrera por lo que, en ese caso, se
convertiría en contenido objeto específico de la formación profesional, como
puede ser en el médico, el maestro, el psicólogo, el comunicador social entre
otros.
Por otra parte se encuentra el uso de las TIC que se demanda en la actuación
de cualquier profesional, como exigencia del mundo actual. Dentro de este
nivel general también está lo relativo a las habilidades para la dirección del
colectivo, ya sea de la producción, de un equipo de trabajo, de un proyecto de
investigación, por lo que se requiere desarrollar habilidades para la
identificación de problemas, toma de decisiones, entre otras, que en algún
momento de su quehacer todo profesional necesita para su desempeño como
tal.
2. Exigencias propias del país, de la región, de su sistema social
Son inherentes a un conjunto de profesiones que se desarrollan bajo similares
condiciones materiales, geográficas, étnicas que reclaman del quehacer
profesional por ejemplo, un trabajo comunitario particular o la atención en las
aulas de estudiantes portadores de una cultura muy vinculada a las tradiciones
de su región, lo que deben ser contempladas en la proyección curricular.
La existencia de empresas privadas y estatales como instituciones
empleadoras del profesional que se forma, constituyen otro elemento que
también influye en el diseño del perfil, pues aunque requieren de
características comunes, también tienen exigencias diferentes que deben
considerarse en los fines de la formación.
3. Exigencias específicas de la profesión
Se refiere a las exigencias más vinculadas a las actividades básicas de cada
profesión y con ello a los contenidos, métodos, procedimientos a tener en
consideración para su desempeño con calidad.
Son las que más reflejan el nivel de avance del desarrollo científico tecnológico
en un campo específico, lo que exige un reajuste del perfil a las prácticas
profesionales emergentes, según las tendencias de desarrollo futuras en esa
área del saber.
Se asume que, en el perfil como primer momento de la planeación educativa
también debe contemplarse el nivel inicial con que arriban los estudiantes a la
36
�universidad, el cual incluye no solo los conocimientos y habilidades producto
de la escolarización anterior, sino también sus intereses y motivos hacia el
estudio, así como las estrategias y métodos de aprendizaje que posee el
estudiante al llegar a este nivel.
Estos propósitos de formación que responden al para qué hace falta un
profesional en un contexto socio histórico determinado, quedan materializados
en los planes de estudio de cada carrera que identifican qué contenidos se
requieren para cumplir con esos objetivos profesionales.
Una vez delimitados estos aspectos se pasa entonces a la elaboración de los
diferentes programas docentes donde debe quedar definido cómo esos
contenidos se van a instrumentar en la práctica educativa concreta. Todo esto
forma parte de los temas transversales presentes en el currículo y en este
contexto en específico facilitan a los profesionales mayores garantías de éxito
en la renovación del conocimiento científico, cultural y profesional; favorece los
procesos de aprendizaje y permite utilizar métodos de enseñanza compartidos y
críticos. El enfoque transdisciplinario constituye la línea de pensamiento
metodológico en la propuesta metodológica que se presenta en el trabajo.
1.4- Las habilidades informacionales en el proceso de
formación
El proceso de enseñanza aprendizaje, ha sido abordado pedagógicamente
desde diversos modos, en función de las tendencias psicológicas en que se
han sustentado. La mayoría de los especialistas presuponen la enseñanza y el
aprendizaje como dos procesos independientes: unos hiperbolizan el peso de la
enseñanza sobre el aprendizaje (como es el caso de le enseñanza tradicional),
otros enfatizan la función del contenido y su estructuración por sobre otras
categorías pedagógicas en busca de mayor calidad del aprendizaje, los que
trasladan totalmente la balanza hacia el aprendizaje y responsabilizan al
estudiante totalmente con la construcción de su conocimiento y subvaloran el
papel del profesor entre otros puntos de vista.
Según Hernández39 “El equipo de trabajo del CEPES de la Universidad de la
Habana parte de una concepción del proceso de enseñanza aprendizaje
fundamentado en el Enfoque Histórico Cultural desarrollado por L. S, Vigotski y
seguidores, a partir de la cual coincidimos con Castellanos, A y otros quienes lo
plantean: como proceso de socialización en el que el estudiante se inserta como
objeto y sujeto de su aprendizaje, asumiendo una posición activa y responsable
en su proceso de formación, de configuración de su mundo
Hernández Diaz , A. Una visión contemporánea del proceso de enseñanza aprendizaje. Tema 1. Maestría
de Amplio Acceso a la Educación Superior. Documento en PDF.
39
37
�interno, como creador y a la vez depositario de patrones culturales
históricamente construidos por la humanidad”.
La autora coincide con el tratamiento dado por estos autores y lo asume para
el trabajo pues en el proceso de asimilación de los contenidos mediante la
consulta de las diferentes fuentes de información, si bien el estudiante
construye su propio conocimiento es importante considerar el papel del
profesor.
La formación del estudiante no se limita a la formación instrumental
(conocimientos y habilidades) sino también debe estar orientada a encontrarle
solución a las necesidades de su contexto, comprometido con las estrategias
de desarrollo de la sociedad.
Estos propósitos de formación requieren de una institución educativa diferente,
creadora de espacios para el intercambio y respeto mutuo entre los estudiantes
y entre estos y el profesor, que brinde similares posibilidades a todos los
estudiantes y que el docente planifique las diferentes actividades diseñando las
acciones o grupos de acciones a través de las cuales exprese la actividad, que
reclame de los alumnos un razonamiento productivo y creativo.
El término habilidades informacionales hace referencia al conjunto de
actividades orientadas hacia el desarrollo de habilidades, competencias y
conocimientos en los miembros de una sociedad para que usen la información
en cualquier lugar independiente del formato y el soporte.
En Latinoamérica y Francia se utiliza frecuentemente para referirse “al conjunto
de habilidades de aprendizaje permanente en relación con el conocimiento y
uso óptimo de las fuentes de información o los recursos documentales para
responder a necesidades específicas”. Mientras que los anglosajones - de
acuerdo con la traducción de los términos a la lengua española - hablan de
“educación de usuarios” e “instrucción de usuarios” para denominar ese
conjunto de habilidades de aprendizaje, que en otras ocasiones se le denomina
instrucción o educación en el uso de la biblioteca.
Las habilidades informacionales, tienen sus orígenes en la llamada educación
de usuarios o formación de usuarios que desarrolla la biblioteca entre sus
actividades formativas. Tradicionalmente se le conoce como el conjunto de
actividades que desarrolla el personal bibliotecario para transmitir al usuario un
conocimiento más específico sobre el funcionamiento, recursos y servicios de
información de la Biblioteca. Su objetivo principal es adiestrarlos en los
procesos de identificación, localización, selección, evaluación y utilización de
datos e información, para ello realiza actividades que pueden ser: talleres,
charlas, conversatorios, cursos cortos, entre otros, donde el usuario adquiere
las habilidades necesarias para el acceder y usar la información de manera
independiente y autónoma.
38
�El advenimiento de las tecnologías de la información y el proceso de
globalización han sido dos de los elementos fundamentales para que en la
sociedad de la información se requieran estudiantes que lleguen a ser
verdaderos navegadores del conocimiento en las grandes redes de información
donde manejar estrategias de gestión de información es un imperativo para
obtener información pertinente, relevante y significativa.
En la medida que los sistemas de producción y distribución de información han
evolucionado, la importancia del conocimiento incluido en el producto, en el
diseño de la tecnología o en el proceso constituyen valor agregado a la
información que se genera.
Ante el crecimiento exponencial de la información, es más factible, en
ocasiones, aprender métodos para buscarla, conservarla y procesarla que
hacer énfasis en los contenidos de la información en sí. Esto a juicio de la
autora, obliga a generalizar el aprendizaje con métodos de búsqueda de
información y trabajar de manera más sistemática en la formación de los
estudiantes, debido a que, para su futuro desempeño profesional el uso de
fuentes documentales es determinante para tomar decisiones oportunas.
El aprendizaje se concibe como un proceso que transcurre durante el
procesamiento de la información por el estudiante, la información no puede ser
un elemento solamente para interactuar con el estudiante, es necesario que:
a) El estudiante aprenda a efectuar funciones profesionales colocándolo
en situaciones idóneas para ello.
b) La información esté determinada por los problemas que el estudiante
resuelve y no por los contenidos de las disciplinas solamente, (es
necesario conjugar estos).
c) La información debe ser localizada por el estudiante en el momento que
la requiera y debe ser relevante, pertinente y oportuna.
Estos requerimientos presuponen un esfuerzo en el estudiante que involucra
habilidades que le permitan seleccionar, aplicar y administrar con destreza la
información.
“La utilización de las tecnologías de la información tiene en la educación el
potencial de suprimir del currículum la memorización de hechos y dejarle paso al
desarrollo de habilidades de recuperación, evaluación critica, manipulación de
bases de datos y otras estructuras de información. En vista de que el modelo
de aprendizaje del procesamiento de la información es una construcción activa
del conocimiento, se sostiene que muchas actividades del aula pueden
realizarse a través de las nuevas herramientas tecnológicas y en
39
�consecuencia hay una necesidad inmediata y urgente de reconsiderar y
modificar el currículum en lo tocante a capacidades básicas”.40
Considerando las posiciones expuestas por Silvestre y Zilberstein, (2006)41,
que recomiendan los siguientes principios para una enseñanza y un
aprendizaje desarrolladores:
Diagnóstico integral de la preparación del alumno para las exigencias
del proceso de enseñanza aprendizaje, nivel de logros y potencialidades
en el contenido de aprendizaje, desarrollo intelectual y afectivo
valorativo.
Estructurar el proceso de enseñanza aprendizaje hacia la búsqueda
activa del conocimiento por el alumno, teniendo en cuenta acciones a
realizar por este en los momentos de orientación, ejecución y control de
la actividad.
Concebir un sistema de actividades para la búsqueda y exploración del
conocimiento por el alumno desde posiciones reflexivas, el cual estimule
y propicie el desarrollo del pensamiento y la independencia escolar.
Orientar la motivación hacia el objeto de la actividad de estudio y
mantener su constancia. Desarrollar la necesidad de aprender y
entrenarse en como hacerlo.
Estimular la formación de conceptos y el desarrollo de los procesos
lógicos de pensamiento, y el alcance teórico, en la medida que se
produce la apropiación de los conocimientos y se eleva la capacidad de
resolver problemas.
Desarrollar formas de actividad y de comunicación colectivas, que
favorezcan el desarrollo intelectual, al lograr la adecuada interacción de lo
individual con lo colectivo en el proceso de aprendizaje.
Atender las diferencias individuales en el desarrollo de los escolares, en
el tránsito del nivel logrado hacia el que se aspira.
Vincular el contenido del aprendizaje con la práctica social y estimular la
valoración del alumno en el plano educativo.
4 0 El uso de la información y su impacto en el aprendizaje. Reencuentro 21, abril 1998. Serie Cuadernos.
(material fotocopiado).
4 1 Zilberstein Toruncha, J. (2006). Principios didácticos en un proceso de enseñanza – aprendizaje que
instruya y eduque. En su: Preparación integral para profesores integrales. La Habana Editorial Félix
Varela,
p. 29
40
�Se considera que los principios expuestos por estos autores se pueden tener
en cuenta al aprender a trabajar con la información, es evidente que utilizando
procedimientos pedagógicos se obtiene el éxito o el fracaso en la formación del
profesional que se quiere preparar. Consideramos los principios anteriores para
el contexto específico de la Carrera de Comunicación Social de la SUM.
El diagnóstico inicial es esencial para determinar el nivel de preparación de los
estudiantes para el trabajo con la información, se consideran los diferentes
niveles de preparación del alumno para las exigencias del proceso de
enseñanza aprendizaje, desarrollo intelectual y afectivo valorativo en
consideración que estos estudiantes provienen de diferentes fuentes de
ingreso, lo que hace que no todos tengan la misma preparación.
El profesor debe estructurar el proceso de enseñanza aprendizaje hacia la
búsqueda activa del conocimiento por el alumno. Planificar actividades donde
el estudiante acceda y utilice diferentes fuentes de información y establecer
mecanismos de orientación, ejecución y control de la actividad.
Concebir un sistema de actividades para la búsqueda y exploración del
conocimiento por el alumno desde posiciones reflexivas, por ejemplo para el
desarrollo de la habilidad evaluar información, el estudiante tiene que observar,
relacionar, expresar, parear. Desarrollar actividades para fomentar el trabajo
en equipo y tener en consideración las diferencias individuales pues la mayor
parte de la matrícula proviene del Curso Integral para Jóvenes.
Las exigencias actuales requieren de un profesor diferente que estimule el
diálogo y la socialización del conocimiento, que brinde espacio para la reflexión
y el debate participativo orientado y dirigido por él. Un profesor que reconozca
en cada estudiante una individualidad, que sea capaz de estimular intereses
comunes, que aglutine a todo el grupo en torno a la resolución de las tareas
planteadas mediante la interacción entre ellos y entre ellos y el profesor.
Estas mismas exigencias pueden ser requeridas para la formación de
estudiantes críticos, autoreflexivos, activos en la construcción de conocimientos
y aptos para su participación en escenarios problémicos en los que el
aprendizaje dinámico requiere de valoraciones obtenidas a partir del trabajo
efectivo con la información y sus formas de procesamiento. Una necesidad más
para la adquisición de habilidades informacionales que forman parte de la
cultura informacional que se aspira lograr en estudiantes y profesores.
Las grandes transformaciones ocurridas en la segunda mitad del siglo XX,
donde la información define un nuevo comportamiento social, a partir de la
mundialización de la economía y la cultura, según Castells citado por
41
�Cárdenas (2007)42 “Una nueva sociedad surge siempre y cuando pueda
observarse una transformación estructural en las relaciones de producción, en
las relaciones de poder y en las relaciones de experiencia. Estas
transformaciones conllevan una modificación igualmente sustancial de las
formas sociales del espacio y el tiempo, y la aparición de una nueva cultura”
“ L a cultura informacional constituye un elemento esencial en el desarrollo de la
sociedad de la información y el conocimiento. Es, a partir de la cultura
informacional, que el hombre adquiere habilidades que faciliten el uso, acceso,
manejo, distribución y procesamiento de la información mediante los ambientes
intensivos en los cuales se desarrolla hoy el recurso de información”.43
Cornella, 44 define la cultura informacional como "la habilidad de entender y
emplear información impresa en las actividades diarias, en el hogar, en el
trabajo, y en los actos sociales, con la finalidad de cumplir los objetivos de
unos, y de desarrollar el conocimiento y el potencial propio”.
M e n o u , citado por Cárdenas (2007)
45
la simplifica a " la habilidad de los
individuos o grupos de hacer el mejor uso posible de la información”. A la vez,
Páez Urdaneta reconoce el desarrollo de la cultura informacional como un
factor fundamental para la introducción de cambios en el sector bibliotecario y
considera la cultura informacional “como el conjunto de competencias y
actitudes que los beneficiarios actuales y potenciales del servicio de
información exhiben como factores que tomarán los usuarios frente a los
productos y servicios de información”,
De forma general y desde el punto de vista de la cultura como forma de
comportamiento y conocimiento que identifican a una comunidad de individuos,
la cultura informacional es el resultado de un proceso permanente de
alfabetización en el uso de la información, que provoca, con el tiempo, cambios
en las sociedades, donde los individuos tendrán las habilidades y destrezas
necesarias para un manejo adecuado de la información: uso, acceso, manejo o
procesamiento, para generar además, nuevos conocimientos que sirvan al
desarrollo de la sociedad o comunidad donde este se desenvuelve, y utilice las
tecnologías informáticas; estas competencias serían multidisciplinarias, y
aplicables en cualquier campo, los individuos están preparados para enfrentar
nuevos cambios.
Cárdenas Cristia, A. (2007). Acceso universal a la información: globalización, cultura y
alfabetización. Acimed; 15(1). Extraído el 24 de noviembre de 2009 de
http://bvs.sld.cu/revistas/aci/vol15_1_07/aci10107.htm
4 3 Artiles Visbal, S. & García González, F. (2000). Cultura informacional. Estrategias para el desarrollo de
la sociedad de la información y el conocimiento. Ciencias de la Información: 31 (1-2):49-62.
44 Cornella, Alfons. Cultura informacional es civismo informacional. Extraído el 24 de febrero, 2009 de
http://www.w3.org/TR/REC-html40
45 Ibidem 42
42
42
�En el desarrollo de esta cultura intervendrán según Ponjúan (2001) citada por
Cárdenas (2007)46 la dimensión humana, la información y la infraestructura. “El
vínculo entre la dimensión humana y la dimensión información generalmente
origina el conocimiento. La relación entre la dimensión humana y la
infraestructura deja un espacio donde se establecen determinadas relaciones
que pueden tener diferentes niveles de actividad y distintas características. El
vínculo entre la infraestructura y la información posibilita una reserva de
desarrollo a explotar por la dimensión humana. El vínculo entre la
infraestructura y la dimensión humana genera el contenido de esta relación, es
decir, la cultura. Cuando ese conocimiento interactúa en un espacio que tiene un
potencial de desarrollo es que existe la cultura informacional”.
La cultura, es un proceso lento, reflejo de características, comportamiento y
aptitudes de los individuos de una sociedad, adquiridos en el tiempo de
generación a generación, la aplicación de programas de alfabetización
informacional debe contribuir a la adquisición de competencias desde la niñez, a
partir de los primeros grados de la educación primaria, para que, por medio de
una educación y formación continua a lo largo de toda la vida, se conviertan en
parte indisoluble de este, aquellas habilidades y hábitos necesarios para
enfrentarse a una sociedad donde la información ha tomado un alto valor. Con
esta concepción, las unidades de información tienen grandes posibilidades de
llevar a los individuos a alcanzar una cultura informacional.
En el desarrollo de esta nueva cultura, la responsabilidad de la alfabetización
tiene que ser, a juicio de la autora, no solo de los profesionales de la
información, es responsabilidad del sistema educativo y de hecho del profesor,
responsable de la formación del profesional, participar en este proceso de
alfabetización que requiere del desarrollo de habilidades necesarias para el
proceso de enseñanza aprendizaje a partir de fundamentos pedagógicos
concebidos en el currículo.
Habilidades informacionales, ALFIN y cultura informacional son términos que
han sido abordados desde aristas psicológicas, pedagógicas y desde las
ciencias de la información en los procesos de cambio hacia una sociedad
basada en el uso de la información y del conocimiento donde la enseñanza no
se reduce a una mera transmisión de los conocimientos disponibles en un
momento determinado, sino a la estimulación de mecanismos de reflexión
propios de cada disciplina o de los que son necesarios para adquirir las
habilidades necesarias para el ejercicio de la actividad profesional
1.4.1 El Plan de Estudio de la Carrera de Comunicación Social
El plan de estudio para la carrera de Comunicación Social es articulado en
torno a una disciplina teórica y práctica de carácter profesional, que abarca los
46
Ibídem 42
43
�seis años de la carrera, centrada en la formación de conceptos, hábitos y
habilidades necesarios para la elaboración de estrategias y productos
comunicativos y en el desarrollo de actividades profesionales e investigativas
en las diversas expresiones de la comunicación social. Es necesario abordar
las asignaturas que lo conforman desde la perspectiva de la realidad
económica, social, cultural, y las peculiaridades de desarrollo local.
Se debe hacer énfasis en la capacitación para alcanzar el dominio de técnicas y
medios que faciliten la comunicación, por lo que es necesario preparar al
estudiante para interactuar en la sociedad
El desarrollo de habilidades para la concepción, análisis, realización y
evaluación de campañas de propaganda, el diseño de estrategias de
comunicación de bien público, así como la preparación en la gestión de
comunicación y relaciones con los medios, para lo cual el docente debe aplicar
métodos activos en la docencia de estos contenidos. Es por ello que es
necesario prestar atención al desarrollo de habilidades a formar en los
estudiantes que fueron identificadas en las diferentes disciplinas de la carrera y
para lo cual seleccionamos aquellas que requieren potenciar las habilidades
informacionales.
Marxismo Leninismo
Desarrollar la búsqueda de información de manera independiente.
Analizar críticamente las posiciones de diferentes autores de la
bibliografía orientada y ser capaces de discernir lo valedero en cada una
de ellas, tanto en lo teórico, como en lo práctico, en lo científico y en lo
político-ideológico, con vista a prepararse para defender las posiciones
de Cuba en política nacional e internacional.
Establecer relaciones entre los enfoques filosófico, económico-político,
histórico y sociopolítico, y el de la profesión de la carrera que cursa.
Defender los puntos de vista propios y escuchar los ajenos para
desarrollar la cultura del debate.
Analizar las fuentes directas (primarias) de la Filosofía Marxista Leninista, la Economía Política, la Historia de Cuba y de la Teoría
sociopolítica contemporánea, especialmente la marxista.
Utilizar la metodología marxista para un análisis inicial (preliminar) de la
problemática sociopolítica contemporánea, para criticar las principales
teorías y núcleos conceptuales que se aplican a los procesos políticos
actuales.
Lengua Española
Analizar textos de diferente grado de complejidad.
Construir oraciones que representen diversos patrones estructurales.
44
�
Desarrollar actividades teóricas y prácticas que les permitan alcanzar un
adecuado nivel de expresión oral y escrita, a través de las cuales
expongan sus ideas con la claridad y coherencia así como un correcto
nivel de argumentación y con la aplicación precisa del vocabulario
técnico.
Participar en trabajos de extensión cultural acerca de la cultura cubana
colonial.
Psicología
Interpretar fenómenos comunicativos desde las posiciones de la
Psicología Social
Escuchar y hablar
Estimular la sinceridad de la fuente en las entrevistas
Observar manifestaciones extraverbales significativas del interlocutor y
manejarlas adecuadamente
Computación
Manejar la computadora como herramienta de trabajo para el
almacenamiento, recuperación y procesamiento de la información.
Fomentar en los estudiantes la aprehensión de filosofías de trabajo que
le permitan usar software y aplicaciones para procesar los recursos de
información propios de los profesionales de la Comunicación.
45
�Comunicación y sociedad
Adquirir elementos del discurso conceptual básico del campo de la
comunicación.
Aplicar conceptos y modelos teóricos-metodológicos que distinguen la
disciplina, al análisis de situaciones y coyunturas de su labor profesional
y/o investigativa.
Reconocer y explicar los nexos entre los procesos, fenómenos y
sistemas comunicativos y los contextos sociales en los que se
desarrollan.
Fundamentar la importancia de las prácticas, instituciones y sistemas
comunicativos en las dinámicas socioeconómicas, políticas y culturales,
identificando su centralidad en coyunturas específicas.
Estimular y profundizar en las capacidades necesarias para la
búsqueda, localización y manejo de fuentes bibliográficas y
hemerográficas, que tributen a la construcción de saberes individuales y a
la realización de indagaciones en el espacio de la investigación.
Teoría e investigación en comunicación
Valorar críticamente las principales tendencias y corrientes teóricas y
metodológicas en el campo de la comunicación y en el contexto
histórico-social de su aparición y desarrollo.
Apropiarse de la plataforma teórico-conceptual y metodológica del
campo de la comunicación en función del fortalecimiento y desarrollo de
los diferentes campos de acción del profesional.
Valorar la importancia de la investigación científica y su papel en la
obtención, desarrollo y reproducción del conocimiento en este campo.
Comprender los fundamentos, estructura y procedimientos del proceso
de investigación y su aplicación en el área de la comunicación social.
Aplicar los conocimientos adquiridos al análisis de los procesos,
prácticas y sistemas de comunicación en el país con el fin de contribuir a
su transformación.
Adquirir hábitos de trabajo sistemático, tanto de modo independiente
como en equipo, para el eficaz desempeño de las tareas propias del
perfil laboral, en especial aquellas vinculadas con el quehacer docenteinvestigativo.
Comunicación y desarrollo
Examinar críticamente los principales aportes teóricos de los temas más
recientes incorporados a la agenda de estudios de comunicación para el
desarrollo.
Identificar las múltiples interacciones entre sociedad, educación y
comunicación.
46
�
Determinar las peculiaridades de los procesos comunicativos en
espacios no formales.
Fundamentar conceptualmente las relaciones entre comunicación,
cultura y desarrollo.
Reconocer la relación e influencias mutuas entre las tecnologías de la
información y la comunicación y los procesos sociales.
Evaluar la importancia de la participación social en los procesos de
desarrollo y construcción de la ciudadanía.
Reconocer los componentes del proceso comunicativo en las
instituciones destinadas a promover y desarrollar transformaciones
socioculturales.
Utilizar las técnicas de investigación de los procesos comunicacionales
en instituciones destinadas a este fin.
Efectuar revisión bibliográfica de la literatura básica y de consulta en
idioma español y/o inglés.
Realizar informes de investigación escritos y/o orales, garantizando la
calidad estética de los mismos con un uso adecuado del idioma.
Utilizar técnicas de cómputo tanto para la presentación de los trabajos
como para la consulta de materiales en Internet, utilización de
plataformas interactivas y sistemas de aplicación a investigaciones
propias de la disciplina.
Gestión y lenguaje de los medios de comunicación
Dominar los rasgos fundamentales y especificidades de los lenguajes
mediáticos (impreso, digital, radial, televisivo y cinematográfico).
Manejar los principales códigos de los lenguajes mediáticos, así como
las prácticas y procesos productivos inherentes a cada medio.
Examinar críticamente las funciones estéticas y sociales de los medios
de comunicación de masas.
Conocer las particularidades de los procesos de emisión, distribución y
recepción de los productos mediáticos y la naturaleza de los vínculos
que se establecen entre los medios y sus públicos, con vistas a su
gestión integral.
Gerencia y marketing
Analizar los rasgos distintivos de la actividad mercadológica en nuestro
país y sus diferencias con otras sociedades.
Valorar el impacto del entorno en la actividad mercadológica de la
empresa.
Aplicar los conocimientos adquiridos a la elaboración de un Plan o
Programa de Comunicaciones de Marketing Integradas
Diseñar proyectos marketing social y estrategias de comunicación para
campañas de marketing social a nivel básico.
47
�
Evaluar la función integradora de los diversos procesos comunicativos
en las campañas de marketing social.
Aplicar los conocimientos adquiridos a la elaboración de un Plan de
Mercadotecnia para una entidad de servicios.
Valorar los principios de dirección y gestión empresarial y su importancia
para la empresa contemporánea y los rasgos distintivos que la
particularizan en nuestra sociedad.
Identificar la relación entre la gestión empresarial y la gestión de
comunicación, nexos y funciones complementarias.
Conocer aspectos fundamentales del control económico a la luz de los
conceptos y orientaciones vigentes en el país.
Comunicación institucional
Identificar los rasgos distintivos de los procesos de comunicación
organizacional en nuestra sociedad y sus diferencias con otras
sociedades.
Desarrollar juicios críticos en torno a las tendencias contemporáneas
sobre Comunicación Organizacional.
Dominar el sistema de componentes de los procesos comunicativos en
organizaciones a fin de estar en posibilidad de lograr su adecuada
gestión.
Aplicar con rigor profesional y ética los principios, medios y métodos que
posibilitan una adecuada gestión de comunicación institucional en
diversos escenarios, a fin de contribuir a perfeccionar las entidades
donde labora y con ello impulsar el desarrollo del país en todos los
sentidos.
Valorar la necesidad de la realización de estudios diagnósticos de
comunicación e imagen como elemento previo al diseño de estrategias y
productos en la comunicación institucional.
Observar los principios y métodos de dirección y control económico en
las tareas de la profesión. Aplicar la metodología de la investigación en el
conocimiento de la realidad y la teoría y práctica profesional. Desarrollar
la expresión oral y corporal y la creatividad.
Práctica laboral
Identificar las múltiples interacciones entre sociedad, educación y
comunicación.
Determinar las peculiaridades de los procesos comunicativos en
espacios no formales.
Valorar en la realidad los elementos de relación entre comunicación,
cultura y desarrollo.
Reconocer la relación e influencias mutuas entre las tecnologías de la
información y la comunicación y los procesos sociales.
48
�
Evaluar la importancia de la participación social en los procesos de
desarrollo y construcción de la ciudadanía.
Reconocer los componentes del proceso comunicativo en las
instituciones destinadas a promover y desarrollar transformaciones
socioculturales.
Utilizar las técnicas de investigación de los procesos comunicacionales
en instituciones destinadas a este fin.
Realizar informes de práctica, escritos y orales, garantizando la calidad
estética de los mismos con un uso adecuado del idioma.
Utilizar técnicas de cómputo tanto para la presentación de los trabajos
como para la consulta de materiales en Internet, utilización de
plataformas interactivas y sistemas de aplicación a investigaciones
propias de la disciplina.
Están identificadas en las disciplinas las habilidades a lograr en la formación
del estudiante por lo regular están relacionadas con saber, saber hacer, (se
escogieron aquellas habilidades que requieren del uso de la información para
su desarrollo o fortalecimiento) se pueden agrupar en tres grupos a partir del
análisis realizado.
Habilidades para encontrar la información (relacionadas con localización
y recuperación de información y manejo de equipamiento tecnológico.
Habilidades para usar la información relacionadas con los hábitos de
estudio que posea el estudiante, y que en este caso difiere en cuanto a
uno o más estudiantes.
Habilidades para compartir y socializar información a partir de la
producción y presentación.
A partir de la identificación de las habilidades a desarrollar en estos
estudiantes (que tienen relación con las habilidades informacionales), se
considera según Benito (2000).47 Las habilidades informacionales abarcan:
47
La formulación y análisis de las demandas informativo-documentales del
tema objeto de investigación. Saber reconocer las necesidades de
información.
La reflexión sobre los lugares a dónde acudir y sobre los recursos
necesarios para obtener información. (Planificación de la búsqueda y los
pasos a realizar). Construir estrategias para localizar información.
La organización y estructuración de información localizada, a través de
su análisis, interpretación...
La selección de la información relevante y de las ideas principales.
La síntesis de información.
Ibidem 15
49
�
La aplicación de la información, llevando a la confirmación de hipótesis
y/o la elaboración de conclusiones.
La presentación y comunicación de la información.
La evaluación del proceso.
Las habilidades están relacionadas con las personas capaces de:
Determinar la naturaleza y nivel de necesidad de información.
Acceder y usar la información de manera eficaz y eficiente.
Evaluar críticamente la información obtenida y sus fuentes.
Crear nueva información.
Comunicar la información.
Actualmente en varios países se realizan esfuerzos por llevar a cabo acciones
de AlFIN en los que se incluyen:
Habilidades para la lectura y la escritura
Confianza en computación
Uso de la biblioteca
Necesidades de información
Aprendizaje independiente
Se basan, para su desarrollo, en las normas establecidas por la American
Library Association (ALA) por lo que se puede apreciar en sus objetivos las
semejanzas entre ellos relacionadas con habilidades para:
Identificar necesidades de información
Acceder y usar la información
Evaluar información
Crear nuevos conocimientos
Comunicar información
Aunque estas habilidades han sido declaradas desde los estudios de las
Ciencias de la Información, es evidente que la obligada consulta y revisión de
los postulados teóricos provenientes de la pedagogía, centrados en la
evaluación de procesos docentes y lógicamente de la evaluación del
aprendizaje, han sido esenciales para postular la formación y desarrollo de las
habilidades informacionales.
La utilización de métodos, medios y procedimientos estimularán o frenarán la
acción de formación con objetivos previamente identificados, y
metodológicamente las acciones de formación responden a concepciones
postuladas desde la didáctica para la orientación de las mismas. La formación
de las habilidades informacionales se dirige a lograr la Alfabetización
informacional (ALFIN).
50
�A partir de los elementos anteriores se ha encontrado en la bibliografía estudios
realizados en Cuba por las universidades de La Habana (2004 y 2005), Matanzas
(2005), Cienfuegos, Agraria de La Habana (2009), todos proponen cursos de
formación desde la biblioteca o propuestas de cursos optativos para la formación
de habilidades informacionales en los estudiantes, sin embargo, no se ha
encontrado referentes en Cuba, que aborden el tratamiento de estas habilidades
desde el trabajo con las asignaturas, se considera para este trabajo en cuestión,
el desarrollo de estas habilidades desde lo que puede contribuir el profesor con
la orientación bibliográfica para las diferentes actividades que tiene que
desarrollar el estudiante, utilizar las diferentes fuentes de información indicadas
en el modelo pedagógico en su modalidad semipresencial, que tiene la
característica de potenciar el uso de la información científico técnica en todas las
actividades como importante vía de formación profesional, se opina que el papel
del profesor es esencial en este proceso de formación.
Conclusiones parciales capítulo I
Las estructuras económicas de la sociedad actual están siendo
sometidas a profundas transformaciones, las estructuras educativas no
pueden quedarse atrás, el paradigma educativo predominante no puede
centrarse en qué aprenden los alumnos, sino en cómo utilizan los
conocimientos que adquieren.
Los estudiantes y profesores requieren de habilidades en el uso de la
información para actualizar sus conocimientos con suficiente rapidez,
tanto en el terreno laboral como en el personal.
La formación de habilidades informacionales es una tarea compleja y
científica, donde es necesario poner en práctica estrategias pedagógicas
para lograr su consolidación.
51
�Capítulo II
Propuesta metodológica para el desarrollo de habilidades
informacionales en estudiantes de la carrera de Comunicación
Social
En el capítulo se ofrece una breve información acerca de las transformaciones
en la educación que generan, entre otras causas, la necesidad de formar
estudiantes hábiles en el uso y tratamiento de la información. Se caracteriza la
carrera de licenciatura en Comunicación Social en la Sede Universitaria
Municipal de Moa, así como el modelo pedagógico que se aplica basado en la
semipresencialidad, se realiza el análisis de los resultados de los métodos de
investigación aplicados y se diseña la propuesta metodológica para la
formación de habilidades informacionales en los estudiantes de la carrera
objeto de estudio.
II.1. La Comunicación Social. Caracterización de la profesión
La carrera de Comunicación Social forma parte de los planes curriculares de
nivel superior de muchos países del mundo, aunque con disímiles perfiles de
salida: en algunos casos se orienta la formación profesional hacia el
periodismo; en otros hacia las relaciones públicas y la publicidad, y en otros se
concibe al comunicador social de la manera en que lo hace el presente plan de
estudios, con un amplio rango que integra tanto los diversos niveles de la
comunicación, como los distintos ámbitos en los que ella se manifiesta, tales
como los institucionales, los comunitarios o los mediáticos.
La perspectiva con que se elabore obedece a las mediaciones de todo tipo que
influyen en la respuesta que escenarios distintos demandan del comunicador, y
a lo reciente de su surgimiento como carrera universitaria, pues se trata de una
de las más jóvenes especialidades en el campo de la comunicación. No
obstante, dada la trascendencia de su objeto de estudio, - constituido por los
vastos y variados procesos y sistemas de producción de significados e
intercambio de información entre los hombres-, su importancia en el mundo
actual es indiscutible y así lo demuestra su rápido desarrollo.
En la formación de comunicadores en el mundo ha trascendido progresivamente
el carácter instrumental que la caracterizó en sus inicios, para dotarse no sólo de
un campo teórico autónomo, sino también de vínculos dialogantes con otras
muchas disciplinas y especialidades.
Vivimos en un mundo marcado por la tensión existente entre la agudización de
la dominación económica e ideológica de los conglomerados transnacionales y
la lucha por la alternativa de un mundo más justo y mejor, sobre la base de la
globalización de la solidaridad. Ello supone nuevos desafíos para un ejercicio
52
�comunicacional capaz de reflejar valores propios y anteponerse a los
estandarizados que imponen las culturas dominantes.
Tales contradicciones influyen también en la situación del país, enfrascado en
un proceso de intensificación del desarrollo sustentable de la sociedad en
todos los sentidos; en la búsqueda de una mejor calidad de vida; la elevación
del nivel cultural general de la población, y el perfeccionamiento del sistema
institucional y empresarial cubanos, sobre la base de un sustancial incremento
de la participación activa y consciente de todos los ciudadanos48.
En ese contexto corresponde a la comunicación social influir de manera
destacada en las transformaciones que se están produciendo en lo social, en
lo económico, en lo cultural, y la conciencia sobre ello se va generalizando hoy
en los diversos ámbitos de la sociedad cubana. Para ello, el graduado de
comunicación social debe trabajar por la incorporación, - de manera orgánica -,
de la dimensión comunicativa en todos los niveles de los complejos procesos
de transformación de la realidad; en el fortalecimiento de la identidad nacional y
el aumento de la participación de las personas en la toma de decisiones y en su
consecuente implicación en la ejecución de acciones que tributen a ellos.
Es así que concebimos al comunicador social como un profesional de la
comunicación dotado de amplia base política e ideológica, teórico metodológica y cultural, que gestiona la comunicación en los diversos niveles y
ámbitos de la sociedad cubana, sean estos espacios institucionales,
comunitarios, mediáticos, gubernamentales, lucrativos o no, a fin de contribuir al
desarrollo sustentable y mejor desempeño de las entidades, así como su
adecuada vinculación con la sociedad sobre bases éticas que aseguren la
conservación y enriquecimiento de nuestro patrimonio social y cultural; la
educación y orientación comunitaria y ambientalista de la población, y el
fortalecimiento de la identidad y los valores de la cultura nacional.
Al plan de estudio corresponde, entonces, la formación de un profesional con
clara conciencia de su papel en la sociedad como trabajador de la esfera
política, ideológica y cultural, y la convicción del sustancial aporte que puede
lograr la comunicación en el desarrollo social; espíritu de investigación; capaz de
gestionar la comunicación con profesionalismo, ética y modestia, desde su
posición de mediador, responsable, comprometido con sus públicos, su
profesión y su país.
Con el triunfo revolucionario de 1959, se comenzaría a edificar un proyecto
fundamentado sobre valores más elevados de justicia y equidad social que
rápidamente entrarían en antagonismo con las formas de propiedad capitalista
existentes y, en el plano ideológico, con la manera de entender el consumo y
4 8 Intervención del General de Ejército Raúl Castro Ruz, Primer Vicepresidente de los Consejos de
Estados y de Ministros, ante la Asamblea Nacional del Poder Popular. Publicado en el periódico
Granma, 29-12-07
53
�los distintos modos de propiciarlo. Así, también los medios masivos serían
contemplados dentro del proceso de nacionalizaciones que abarcaba a todos
los sectores de la economía del país, con lo cual pasarían al control del Estado
bajo formas propias de financiamiento y con un rediseño paulatino de sus
formas y contenidos. Consecuentemente, la Escuela Profesional de Publicidad
dejaría de existir en 1960.
Con el diseño e implementación de un nuevo plan de estudios en el año 2000,
esta vez orientado al perfil de comunicación institucional se establecieron con
mayor claridad las particularidades que demanda la formación del comunicador
social, con rasgos diferenciadores del perfil periodístico y ello representó un
aporte en cuanto al reconocimiento social y la legitimación del ejercicio
profesional en este campo.
El desarrollo de la sociedad cubana en los inicios del siglo XXI demanda la
diversificación de los campos de actuación del comunicador social, entre los
cuales se destacan como perfiles imprescindibles la comunicación en espacios
comunitarios en aras de la transformación social; la gestión de comunicación
en espacios mediáticos, cuyo diseño alcanza hoy no solo el nivel nacional y
provincial, sino que integra con especial protagonismo el nivel municipal y
local, y finalmente el campo de actuación de la docencia y la investigación, por
la importancia que adquieren el ejercicio docente y la investigación en los
momentos actuales.
Información y Comunicación requieren de la preparación de los individuos para
utilizarla de la manera más eficiente. La capacitación de los profesionales
contribuye al enriquecimiento espiritual del individuo, a la adopción de valores
éticos, culturales y sociales.
La importancia de la formación de las habilidades para el manejo y uso de la
información por los profesores y estudiantes de la carrera de Comunicación
Social, obedece a diversos factores:
la diversidad de materiales que se generan y difunden tanto por medios
impresos como electrónicos;
la creciente convergencia tecnológica que requiere la actualización
permanente de los profesionales para acceder, usar, generar, almacenar la
información disponible y transformarla en conocimiento que orienten la
acción;
la toma de decisiones para ser cada vez más competitivos, entre otros.
La comunicación atraviesa todas las esferas de la vida, y por tanto, hemos de
entenderla como parte de los procesos sociales. De hecho buena parte de de
los problemas de la cotidianidad se satisfacen en virtud a los procesos
comunicacionales. La comunicación junto a la educación y la cultura
constituyen la clave de las transformaciones sociales.
54
�Estos profesionales deben caracterizarse por ser capaces de: “dotados de
amplia base política e ideológica, teórico-metodológica y cultural, ser capaces
de realizar tareas dirigidas al perfeccionamiento de los procesos de
comunicación interna y externa en los organismos del estado, empresas,
instituciones y organizaciones políticas, de masas y sociales, a fin de contribuir
al logro de sus objetivos en la búsqueda de eficiencia económica; la adecuada
vinculación con la sociedad sobre bases éticas que aseguren la conservación y
enriquecimiento de nuestro patrimonio social y cultural; la educación y
orientación comunitaria y ambientalista de la población, para el fortalecimiento
de la identidad y los valores de la cultura nacional”.49
Si bien las habilidades informacionales es necesario desarrollarlas, a juicio de la
autora, para todos los estudiantes universitarios, por constituir carencias de los
sistemas educativos precedentes, se tomó como muestra la carrera de
Comunicación Social por requerir estos en su formación y desempeño
profesional del uso intensivo de la información y por constituir esta, la materia
prima fundamental para el ejercicio de la profesión: comunicador.
II.2 Caracterización de la carrera de Comunicación Social en el
Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa
La carrera de Comunicación Social en el Instituto Superior Minero Metalúrgico
de Moa se abre como parte del Proyecto de Universalización de la Enseñanza
la matrícula actual (curso 2009-2010), de la carrera es de 223 estudiantes
distribuidos por fuentes de ingreso de la siguiente forma50:
FUENTE DE INGRESO+
1. Trabajadores Sociales
2. Curso de Superación Integral para Jóvenes
3. Ministerio de Educación Superior
4. Promotores culturales
5. Instructores de Arte
6. Cuadros
7. Total
TOTAL
31
113
8
11
22
38
223
Tabla 1 Composición de la matrícula en la SUM de Moa
49 Facultad de Comunicación. Dpto. Comunicación Social. Disponible en: http://intranet.fcom.uh.cu
Consultado 28 de marzo de 2009.
50 Información recogida de un informe de la jefa de la Carrera (documento inédito)
55
�El colectivo de profesores está integrado por 15 profesores tutores todos a
tiempo parcial que se distribuyen por categorías docentes de la siguiente forma:
Profesores/ tutores por Categoría Docente
1. Auxiliar
2. Asistente
3. Instructores
Total
1
3
11
El proceso de la Universalización ha tenido que enfrentar grandes retos, uno de
ellos la ampliación del claustro, con un nuevo concepto de profesor, a partir de la
incorporación de profesionales como docentes a tiempo parcial, muchos de
estos especialistas no habían recibido cursos de actualización y la mayoría
carece de formación pedagógica. Se hace necesario ofrecer superación
sistemática a los profesores de las Sedes Universitarias Municipales (SUM),
incrementar los estudios de postgrado en diferentes modalidades con
tendencia creciente a realizarlos desde las propias SUM, fortalecer y ampliar la
investigación científica con nuevos resultados de impacto económico y social,
este programa que se abre paso, lleva consigo una nueva cualidad, que se
viene expresando en cada territorio y que consiste en que a partir de la creación
de estas sedes universitarias, los municipios asumen un papel más activo en la
gestión de los profesionales que necesitan para su desarrollo.
Si analizamos la categoría de los profesores observamos la necesidad de
fortalecer el trabajo metodológico, a partir de que la pirámide categorial está
invertida, por lo que en las condiciones de la carrera objeto de estudio es vital
realizar acciones que conduzcan a un mejor desempeño del claustro en la
formación del profesional y es donde se consideró aplicar la propuesta.
Otro gran reto era lograr la permanencia y la culminación de estudios de los
estudiantes, que en su gran mayoría estudiaban y trabajaban. Otros han
estado desvinculados de los estudios por años, y aunque se les ofreció cursos
de superación, no todos se incorporan a cursar estudios en la universidad con el
mismo nivel de conocimientos. En este sentido, el propósito del diseño del
modelo pedagógico está orientado a vencer este reto. El desafío reside en
lograr que los estudiantes que provienen de los diferentes Programas, sean
capaces de equiparar los estudios y al final obtener iguales resultados en su
formación.
56
�II.2.1 El Modelo Pedagógico en la modalidad Semipresencial
Estas transformaciones, que han tenido lugar en el país en el contexto
educativo, demandan la implementación de nuevas estrategias de aprendizaje
tanto desde el punto de vista de los contenidos como de la forma de
impartirlos, en ese sentido se desarrolla en los Centros de Educación del país
una verdadera revolución educacional que exige cambios en la concepción
pedagógica y en la formación del profesional.
El Modelo Pedagógico desarrollado en las condiciones de la Universalización
de la Educación Superior en Cuba para la formación de profesionales deviene
como un proyecto social priorizado, sin precedentes en el sistema de
educación y que ubica al estudiante como centro del proceso con la finalidad
de formar un profesional que responda a las exigencias sociales actuales y
desarrolle su formación general integral.
En el tránsito de los estudiantes por el plan de estudios se deben tener en
cuenta desde el inicio de la carrera hasta su culminación, elementos
esenciales como: buena comunicación, expresión oral y capacidad de
autoaprendizaje. Los dos primeros, para asegurar una adecuada comunicación
de los estudiantes, tanto oral como escrita, al cursar cada una de las tareas
docentes previstas y el último porque los modelos pedagógicos específicos que
se han diseñado se basan en que el estudiante ha de ser capaz de estudiar por
si mismo con independencia, lo que supone desarrollar en él la capacidad de
gestionar sus conocimientos. Corresponde a las universidades organizar
adecuadamente estos elementos a lo largo de todas las carreras, de modo que
se aseguren los objetivos relacionados con estos.
Uno de los elementos claves para el desarrollo del aprendizaje lo constituye el
uso de la información científico técnica, es por ello que, al analizar su
implementación en el modelo pedagógico propuesto, tendremos en cuenta los
elementos conceptuales que lo sustentan para ofrecer una propuesta
metodológica relacionada con la forma de utilizar y orientar la bibliografía en
las formas organizativas del proceso docente, de manera que puedan ser
aprovechadas para mejorar las prácticas pedagógicas y hacerlas más
adecuadas y pertinentes en el momento de trabajar con los diferentes recursos
informativos de apoyo a la docencia, que se utilizan en el modelo y que
favorezca la formación de los estudiantes.
Esta modalidad educativa que se caracteriza por ser abierta, flexible y
semipesencial nos permite dar respuesta a las necesidades informativas de
estudiantes y profesores desde la perspectiva en el uso de la información con
técnicas que permitan al estudiante ir más allá de la instrucción para el uso de la
biblioteca, sino que se ofrecen mecanismos de aprendizaje a través del uso de
la información en la diversidad de fuentes bibliográficas y hemerográficas
disponibles tanto con recursos tradicionales como con el uso de las
tecnologías de la información y las comunicaciones.
57
�II.2.2 Características del modelo
El modelo debe reunir las características siguientes:
Flexible: Para que pueda adaptarse a las características laborales,
geográficas e individuales del estudiante.
Estructurado: Para favorecer la organización y desarrollo del aprendizaje.
Centrado en el estudiante: Para que este sea capaz de asumir su
autoaprendizaje; y
Actividades presenciales sistemáticas que posibiliten, en función del tiempo
disponible, que los profesores los guíen, apoyen y acompañen al estudiante
en su formación.
El proceso de aprendizaje en el Modelo Pedagógico para la
universalización
El modelo pedagógico que se aplica actualmente en las carreras de
Humanidades para la continuidad de estudios, concibe el aprendizaje sobre la
base de tres componentes principales:
1. El sistema de actividades presenciales: Se denominan así porque
transcurren en presencia y bajo la dirección de profesores. Tiene como
propósito elevar la eficiencia del aprendizaje, para asegurar la adecuada
preparación de los estudiantes. Este sistema está constituido por:
Tutorías: Cada estudiante será atendido por un tutor, quien de manera
individualizada, lo asesora, guía y ayuda en el empeño de vencer los
estudios universitarios.
Clases: En sus distintas modalidades (Conferencias, clases teórico
prácticas, seminarios, clases prácticas, prácticas de laboratorio, encuentros,
etc.) en dependencia de las características de cada uno de los Programas,
con el objetivo de brindarle al estudiante una información esencial sobre los
contenidos a estudiar; debatir los contenidos presentados en los videos, en
caso de utilizarse esta modalidad; desarrollar las ejercitaciones
correspondientes; evaluar el aprovechamiento mostrado por cada estudiante
y orientar el estudio independiente.
Consultas: Tienen como propósito fundamental aclarar las dudas que
presentan los estudiantes durante su autopreparación. Pueden ser
individuales y colectivas. Se planifican en horarios fijos. En los casos
necesarios se pueden incluir:
Estancias concentradas: en las universidades, para la realización de las
prácticas de laboratorio en las asignaturas que requieran de este tipo de
clase.
Prácticas laborales: en los casos que se establezca en el plan de estudio.
58
�T a l l e r e s de computación: dirigidos a propiciar que los estudiantes se
ejerciten y utilicen estas técnicas como herramientas para su futuro trabajo
profesional, de acuerdo con las exigencias de la carrera.
Las actividades presenciales deben planificarse de modo que posibiliten el
acceso de todos los estudiantes, adecuándolas a las situaciones concretas
de cada territorio y Programa, con la frecuencia que en cada caso
corresponda.
2. Estudio independiente: utilizando fundamentalmente los materiales
didácticos concebidos para cada Programa que se entregan a cada
estudiante, y que pueden ser, entre otros:
Un texto básico por asignatura, abarcador de todos los contenidos del
programa.
Una guía de estudio por asignatura, que contenga como mínimo,
orientaciones para el estudio de los temas, la bibliografía, y
autoevaluaciones para comprobar el grado de dominio alcanzado.
Una guía de la carrera, que explica el modelo pedagógico, el plan de
estudio y su ordenamiento por asignatura, la bibliografía y los aspectos
organizativos y reglamentarios principales.
Literatura en soporte magnético con textos, materiales complementarios,
artículos, etc., recopilados específicamente para cada Programa.
3. Servicios de información científico-técnica y docente. Se ofrecen en
las Sedes o en otras instalaciones apropiadas, en dependencia de los
recursos informativos disponibles en el territorio y de las necesidades de
aprendizaje de los estudiantes. Estos servicios pueden ser, entre otros, los
siguientes:
Bibliografía de consulta prevista en las carreras
Observación de videos docentes utilizados en los encuentros, a solicitud de
los estudiantes, individual o colectivamente.
Videos, audiocasettes y materiales en formato electrónico para
complementar y orientar el estudio de las asignaturas, de modo que se
asegure el cumplimiento de estos objetivos.
Elevar la calidad de las clases y la creatividad e independencia cognoscitiva
de los alumnos, íntimamente vinculada al autocontrol y autorregulación,
constituye un problema fundamental de la Educación en su aspiración de
formar las nuevas generaciones.
59
�Atendiendo a las características del modelo que se presenta podemos
aseverar que es esencial el uso de la bibliografía, como herramienta para
lograr el cumplimiento de los objetivos. De ahí la necesidad de proporcionar
las habilidades y conocimientos para interactuar con diferentes fuentes de
información independiente de la tipología, la localización, o la tecnología que la
soporte.
II.2.3 Marcos para el desarrollo de habilidades
Hasta el momento los programas para enseñar a usar la información están
centrados en la biblioteca universitaria o cursos de formación diseñados para
desarrollar estas habilidades, ellos articulan programas relacionados con el
aprendizaje en el acceso y uso de la información, sin embargo aún no hemos
encontrado experiencias en las que esta formación sea vinculada al currículo y
desde las diferentes asignaturas lograr estos objetivos.
El Plan de Estudio se estructura verticalmente a través del sistema de
disciplinas, asignaturas, temas, y otras actividades, a cada una de las cuales
se les asigna la responsabilidad de formar determinados objetivos, entendidos
estos como conjunto de habilidades y sistemas de conocimientos en el orden
instructivo, educativo y de formación de valores.
Estructura del plan de estudios actual en la carrera en función de las
habilidades a desarrollar:
Los planes de estudio se estructuran horizontalmente por año académico y
verticalmente por disciplina. Cada año académico se estructura por períodos
lectivos, en el caso de la carrera de comunicación social está previsto 6 años
para el desarrollo de la carrera distribuidos en 12 semestres. Los contenidos
en los programas de las disciplinas y de cada una de las asignaturas, deben
abarcar los conocimientos esenciales a alcanzar, las habilidades que se
requieren desarrollar y el modo de contribuir a los valores identificados en la
carrera.
Según Labarrere y G. Valdivia (1988) y Álvarez (1996) la asignatura integra el
contenido seleccionado de una ciencia o rama del saber, estructurado
pedagógicamente, de forma tal que pueda ser asimilado por los estudiantes
durante el desarrollo del proceso de enseñanza-aprendizaje. Se considera la
asignatura el marco adecuado para desarrollar estas habilidades
La asignatura será el escenario que aprovecha el profesor para realizar
acciones relacionadas con la formación de habilidades informacionales. Por
tanto en las sesiones de formación los métodos utilizados serán
fundamentalmente activos, basados en prácticas, resolución de problemas,
comparación de casos, etc.
60
�La asignatura responde al tipo de profesional que se quiere formar, es por ello
que, los programas de las asignaturas difieren de una carrera a otra y es en
ellas donde se van ordenando los conceptos, leyes y teorías de las ciencias en
sus diferentes niveles de complejidad, de ahí la necesidad de ubicarlas y
relacionarlas para conformar el año académico. El nivel de complejidad de las
habilidades que se requieren formar en el estudiante va aumentando en la
medida que transita por la carrera.
Toda la información utilizada en las clases debe ser compartida (trabajo
colaborativo, grupos de discusión) o asimilada de manera individual. La
enseñanza debe ser además contextualizada: los contenidos impartidos en las
sesiones estarán relacionados con los estudios que realizan los alumnos
puesto que las habilidades informacionales se enseñan mejor cuando se hace
en el contexto de las necesidades. En este sentido se considera fundamental la
relación entre los contenidos a impartir por los profesores y los intereses de sus
alumnos.
Los profesores pueden apoyarse en la Biblioteca, que oferta para sus alumnos
actividades de formación de usuarios de la información para la comunidad
universitaria.
El contexto social en que vivimos ha generado cambios muy importantes en el
aprendizaje, también se producen nuevas demandas educativas que exigen el
desarrollo de nuevas competencias que se pueden concretar en el contexto
educativo bajo el nombre de competencia informacional, un concepto y un
término acorde con el modelo educativo basado en el desarrollo de
competencias que se ajusta al modelo propuesto en la universalización, sin
embargo para este trabajo nos centraremos en la necesidad de formar las
habilidades para el manejo de información en cualquier soporte.
La necesidad de la integración curricular de los programas formativos de la
biblioteca determina que el aprendizaje de habilidades para investigar e
informarse no pueda abordarse únicamente dentro de las actividades de
formación de usuarios, ya que la responsabilidad de la formación profesional
no es el objeto de la biblioteca sino del profesorado.
Desarrollar la educación en información51 fundamentándola en los objetivos de
enseñanza-aprendizaje reflejados en el currículo, desde las diferentes
asignaturas, donde el profesor mediante las actividades docentes dirija al
estudiante en la construcción del conocimiento y en su autoaprendizaje.
Al concepto de alfabetización informacional responden tres elementos
fundamentales: habilidades para el tratamiento de la información, las
habilidades para la formación en formato digital y las habilidades para aprender
a aprender.
5 1 Desarrollar facultades intelectuales y morales que incidan en el carácter de las personas de acuerdo con
las necesidades de la sociedad en que se desarrollan, en este caso denominamos educación en información
a las facultades que desarrollen los individuos para interactuar con los recursos informacionales que
reclama la sociedad de la información y el conocimiento.
61
�Hay que concretar en la propuesta curricular que se aplique un modelo
específico para desarrollar las habilidades informacionales que permita el
aprendizaje de conceptos y técnicas, estrategias y métodos de trabajo, al
mismo tiempo que promueva los hábitos y valores propios relacionados con el
uso de la información.
Estas habilidades como expresamos en el capítulo uno son genéricas y
transversales a todas las áreas del currículo y se encuentran plenamente
relacionadas con el desarrollo de habilidades lingüísticas y cognitivas, de
pensamiento crítico-reflexivo, de ahí que su adecuado desarrollo potencie la
formación del profesional.
Aprender a investigar e informarse no supone únicamente aprender a localizar
información y datos relevantes, sino que de manera fundamental representa
adquirir herramientas para construir conocimiento (ver esquema de
agregación de valor de Taylor p.). Supone, desde un punto de vista genérico,
aprender a pensar y a aprender y, desde un prisma más concreto, permite
desarrollar múltiples destrezas relacionadas con el acceso y uso de la
información.
II.2.4 Proceso de formación de habilidades en la carrera
Ante un marco teórico tan complejo, hay que cuestionarse cómo orientar el
proceso formativo de las habilidades informacionales en la práctica educativa
de manera realista. ¿Cómo podemos concretar el aprendizaje de habilidades
de acceso y uso de la información? La clave está en visualizar los distintos
elementos que constituyen el desarrollo de habilidades informacionales ya
presentes en el currículo como contenidos procedimentales comunes a todas
las áreas: las habilidades documentales, las habilidades lingüísticas y
comunicativas, las habilidades cognitivas y metacognitivas y las habilidades
tecnológicas. Todas estas habilidades subyacen interrelacionadas, interactúan y
retroalimentan.
Para esta investigación se consideran habilidades cognitivas las
relacionadas con habilidades para la lectoescritura, habilidades que los
estudiantes deben haber desarrollado y potenciado en los sistemas educativos
anteriores.
Las habilidades lingüísticas en este caso relacionadas con la búsqueda y
localización de la información, en las que el estudiante debe tener
conocimientos de homonimia, sinonimia, polisemia, uso de parónimos, entre
otros, ya que al diseñar las estrategias de búsqueda debe saber utilizar
palabras claves, descriptores y epígrafes, de manera que pueda precisar mejor
la búsqueda en función de optimizar los resultados para que haya consistencia
en la recuperación de la información y pertinencia en la información
recuperada.
Las habilidades documentales están relacionadas con el conocimiento de las
diferentes fuentes de información según la naturaleza de la información que
contienen independientemente del soporte que las contenga.
62
�Las habilidades metacognitivas relacionadas con la capacidad de interpretar,
comparar y comprender la información.
Las habilidades tecnológicas relacionadas con la capacidad de hacer uso de
la bibliografía en diferentes soportes electrónicos, usar buscadores,
metabuscadores, directorios, bases de datos, y otros recursos en dependencia
de la complejidad de la búsqueda, gestores bibliográficos etc.
Habilidades comunicativas
información y conocimiento.
para
comunicar,
socializar
y
compartir
II.3 Análisis de los resultados
La utilización de una guía de observación (Ver Anexo 1) cuyo objetivo es
comprobar si la orientación bibliográfica durante el proceso docente, tributa a la
formación de habilidades informacionales en los estudiantes.
Se realizan 11 controles a clase y se constata que 4 profesores orientan la
bibliografía al inicio de la clase, para un 26,4 % de la muestra estudiada, 6 la
orientan al final de la clase, lo que representa el 54,5 %, por lo general la
bibliografía básica, y solo un profesor en el proceso de la clase va citando y
orientando la bibliografía.
El 100 % de los profesores orienta la bibliografía para profundizar en los
conocimientos y realizar el trabajo independiente, sin embargo se pudo
constatar que el nivel de la orientación del trabajo independiente es muy
elemental. Por lo general al orientar la bibliografía para las actividades
independientes y para profundizar en los contenidos abordados, refieren el
texto básico de la asignatura, no orientan bibliografía en otros soportes como
está indicado en el modelo pedagógico para este tipo de curso, en ningún caso
observamos que se orientara el uso de publicaciones periódicas, la bibliografía
no se ajusta en ningún caso a estilos bibliográficos conocidos y en todos los
casos se dejan de orientar datos del pie de imprenta esenciales para conocer el
nivel de actualidad de la bibliografía. Pocos profesores indican la paginación.
La entrevista a los profesores estuvo dirigida a indagar sobre su conocimiento
para el trabajo con las fuentes de información y su preparación para trabajar
con las habilidades que se necesitan formar en los estudiantes. Se
entrevistaron 9 profesores (Ver anexo 2).
Los profesores corresponden a diferentes generaciones, por lo que no todos
tienen el mismo conocimiento para trabajar con las fuentes de información y
con los diferentes soportes. La fecha en que se graduaron oscila entre 1984 2006. De ellos 7 consideran insuficiente su preparación de pregrado para usar la
bibliografía y los servicios de la biblioteca y se limitan a orientar lo que está
indicado en el modelo lo que representa el 77,7 %. Ninguno ha recibido
63
�educación de postgrado orientada al uso de la bibliografía y los servicios de
ICT.
Sólo 3 (33,3 %) profesores orientan actividades donde los estudiantes tienen
que hacer uso de INTERNET, alegan que este recurso constituye una limitante
para la mayoría de los estudiantes.
De la muestra 5 profesores, el 55,5 % expresan que indican hacer resúmenes
a los estudiantes. Comparar, discernir, enjuiciar a partir de la lectura, son
habilidades que prácticamente no se indican.
Para el diseño de la entrevista a los estudiantes (Anexo 3) se consideró utilizar
las Normas de Alfabetización Informacional para la Educación Superior
aprobadas por la ACRL-ALA en enero del año 2000.52 y se tomaron como
referente los siguientes indicadores:
• Habilidades para identificar necesidades de información
• Habilidades para acceder y usar a la información
• Habilidades para evaluar la información
• Habilidades para crear nueva información integrando conocimientos
• Habilidades para comunicar información
Los resultados obtenidos a partir de la aplicación de la entrevista no
estructurada a un total de 36 estudiantes, son los siguientes:
Habilidad para identificar necesidades de información
En cuanto a la habilidad para identificar necesidades de información 26 (72,2
%) refieren saber cuándo les ha surgido una necesidad de información,
identifican qué temática se ajusta a su necesidad. Para encontrar la
información, cuando se les asigna una tarea extraclase o proyecto de
investigación, visitan bibliotecas o centros de información.
Traducción al castellano por Cristóbal Pasadas Ureña, Biblioteca, Facultad de Psicología, Universidad de
Granada; revisión por el Grupo de Bibliotecas Universitarias de la Asociación Andaluza de Bibliotecarios;
versión en castellano publicada por acuerdo entre la ACRL/ALA y la AAB. Extraída el 26 de enero, 2009
de http:// www.aab.es
52
64
� Habilidades en el acceso y uso de la información
Para conocer como acceden y usan la información se preguntó sobre
tipologías de las fuentes y se obtuvo que: el 100 % reconoce los libros y las
publicaciones periódicas como las únicas fuentes de información. Sólo 5
estudiantes mencionaron otras fuentes lo que representa un 13,8 %, sólo 6 de
ellos han utilizado la INTERNET lo que representa el 16,6 %, se obtuvo
además que ninguno sabe diseñar estrategias de búsquedas. De ellos 22, o
sea el 61,1 % expresan haber utilizado los catálogos de biblioteca y dicen pedir
ayuda a la bibliotecaria cuando asisten a la biblioteca, al resto les resulta muy
difícil acceder a los recursos de información, otros no usan los servicios de la
biblioteca. La mayoría de estos estudiantes presentan problemas para acceder
a la información, ya que no tienen los conocimientos necesarios para poder
acceder o trabajar sobre esta de forma eficiente.
Los estudiantes manifiestan el uso de documentos para solucionar tareas de la
universidad, para realizar trabajos extraclases el 100 %, sólo el 30 % (11)
manifiesta utilizar los documentos para su conocimiento general integral.
Habilidades para evaluar la información
El 100 % refiere no saber comparar diversas fuentes y tampoco realizan
evaluación crítica de la información, por lo que esto se corresponde con lo
observado en los controles a clases, donde se encontró que los ejercicios no
están enfocados al desarrollo del pensamiento crítico y la valoración.
Habilidades para crear nueva información integrando conocimientos
Entre los estudiantes ninguno evidenció capacidades para poder generar
nueva información, mediante la construcción de textos, ensayos, etc.
Expresaron que lo hacían de forma muy elemental.
Habilidades para comunicar información
Se encontró que los estudiantes manifiestan dificultad para comunicarse de
forma oral y escrita.
65
�II.3.1 Discusión de los resultados
Los últimos años de la pasada centuria y los inicios del siglo XXI, han estado
caracterizados por el intercambio de información en apoyo a las actividades
científicas, docentes, profesionales o personales, a partir del desarrollo de los
nuevos soportes informacionales, el uso de Internet, la interacción hombre –
máquina y los procesos económicos globalizadores.
En el proceso de obtención de datos sobre las formas de uso de la información
y su ulterior utilización se encuentra que:
− La educación y la formación en habilidades para trabajar con información
constituyen mecanismos importantes para la formación de los
profesionales e instrumentos de trabajo para el profesor fortalecer sus
actividades docentes.
− Los estudiantes llegan a la universidad con insuficiencias formativas de los
sistemas educativos precedentes.
− Se evidencia que aún no se potencia el trabajo con la bibliografía, según
está orientado en el modelo pedagógico.
− Los profesores en sus clases y desde sus asignaturas no explotan todos
los recursos bibliográficos disponibles.
− Los estudiantes no han aprendido a buscar información en los nuevos
soportes informacionales como cd-room, bases de datos, bibliotecas
virtuales, entre otros.
Debe resaltarse la necesidad evidente de desarrollar acciones dirigidas a los
estudiantes para que participen en los proyectos de investigación, en cursos y
en otras actividades, encaminadas a elevar su desarrollo como futuros
profesionales, es importante también incidir con actividades metodológicas en la
preparación de los profesores para la orientación de las diferentes actividades
a los estudiantes.
Los resultados demostraron la necesidad que tienen los estudiantes de
participar en actividades que contribuyan al desarrollo de las habilidades para
acceder a la información, por lo que se propone a los profesores que
reflexionen sobre la posibilidad de realizar acciones que motiven al estudiante
en la ejecución de trabajos dirigidos a elevar su desarrollo como futuros
profesionales.
Es necesario en la formación de pregrado, esencialmente a estos estudiantes
que son los profesionales de la comunicación y la información potenciarles la
capacidad de aprender a aprender, de promover su crecimiento integral, de
estimular el desarrollo de la inteligencia para sistematizar y relacionar
conocimientos, de innovar. El aprendizaje ha de ser un proceso continuo,
flexible, innovador, que fomente a lo largo de toda la vida el desarrollo de
habilidades y capacidades en una sociedad en constante cambio.
66
�No obstante las limitaciones antes apuntadas el diseño de acciones (Anexo 4)
para el trabajo con la información no solo lograrían introducir a los estudiantes
y profesores en el conocer los preceptos básicos para el uso de las fuentes y
recursos de información, sino para que se estimulen y continúen superándose
en tal sentido. La elaboración de una propuesta y su nivel de aceptación, dirán
sobre las posibilidades de extensión a otras carreras de la universidad a fin de
que todos estudiantes, profesores y profesionales en general estén preparados
para enfrentar con éxito los retos que imponen la sociedad de la información y
el conocimiento.
La Alfabetización Informacional para la Educación Superior reclama el
desarrollo de profesionales que sean capaces de aprender a lo largo de toda
su vida, extendiendo el aprendizaje más allá del entorno formal del aula.
Los profesores deben apoyar a los estudiantes en su aprendizaje autodirigido
en todas las circunstancias que puedan presentárseles. La inclusión de estas
habilidades dentro del plan de estudios, requieren un esfuerzo de colaboración
entre estudiantes, profesores, bibliotecarios y autoridades académicas
mediante debates, conferencias, intercambios directos con la persona.
II.4. Propuesta metodológica
En el capítulo I se ofrecen los presupuestos teóricos que sustentan la
propuesta de formación de habilidades informacionales para los estudiantes de
la carrera de Comunicación Social. El modelo pedagógico se caracteriza por
ser flexible, para poder adaptarse a las características laborales, geográficas e
individuales, estructurado, para favorecer la organización y desarrollo del
proceso docente educativo, centrado en el estudiante para favorecer su
autoaprendizaje y con elementos presenciales, que se refieren al apoyo que
reciben de profesores y tutores para guiar el proceso.
En correspondencia con las características referidas en dicho modelo se
asevera que la necesidad de apoyo bibliográfico es imprescindible para lograr
los objetivos propuestos, en este sentido se concibe el aprendizaje mediante
los tres componentes fundamentales que lo caracterizan y que la propuesta
contempla.
Las habilidades para el trabajo con información abarcan:
Habilidades para la identificación de necesidades de información
Formulación y análisis de las demandas informativas y documentales del
•
tema objeto de conocimiento.
•
Reconocer los diferentes usos de la información (ocupacional,
intelectual, recreativa)
Enmarcar la necesidad informativa en un marco de referencia (quién,
•
qué, cuándo, dónde, cómo y por qué)
67
�Relacionar la información necesitada con los conocimientos previos
Habilidades en el acceso y uso a la información
Sabe dónde buscar y recursos necesarios para obtener la información y
•
como planificar la búsqueda
•
Determinar qué información necesitan, apoyándose en preguntas
secundarias
•
Listar palabras claves, encabezamientos de meteria, descriptores.
•
Identificar posibles fuentes de información y la importancia de utilizar
más de una fuente en una investigación
•
Tener criterios para evaluar las diferentes fuentes (oportunidad,
conveniencia, recobrado, pertinencia, relevancia.
Cómo organizar y estructurar la información localizada, a través de su
•
análisis, interpretación
•
Localizar recursos de información independientemente del soporte
utilizando diversas herramientas bibliográficas.
Habilidades sobre evaluación de la información
•
Selección de información relevante y de las ideas principales, síntesis de
la información
Determinar autoridad, actualidad y veracidad de la información
•
Determinar acto, opinión, propaganda, puntos de vista
•
•
Identificar puntos de acuerdo y desacuerdo entre fuentes
Habilidades para crear nuevos conocimientos integrando el saber anterior
•
Aplicación de la información, confirmación de hipótesis y/o elaboración de
conclusiones
Resumir información
•
Sintetizar información obtenida con los conocimientos previos
•
•
Sacar conclusiones basadas en la información obtenida y la
interpretación que el estudiante haya hecho de ella.
Habilidades para la comunicación
•
Distinguir cómo va a comunicar la información
•
Crear un producto original
•
Elegir el formato adecuado según el destinatario y el propósito de la
información
•
Presentación y comunicación de la información
Considerando la composición anterior proponemos las siguientes acciones:
1. El estudio independiente: se realiza a través de los materiales didácticos
que se le entregan al estudiante.
Un texto básico por asignatura que abarca los contenidos del programa.
Una guía de estudio con orientaciones para el estudio de los temas, la
bibliografía y autoevaluaciones.
La guía de la carrera.
El profesor puede orientar actividades a partir del uso del libro de texto, las
actividades orientadas por el profesor deben estar dirigidas a:
68
�•
•
Seleccionar palabras claves del texto.
Orientar trabajos por grupos que centren su análisis en una temática
concreta y propicien el debate en el encuentro presencial.
Rediseñar una parte del texto por el alumno o por el grupo de manera
•
que el profesor pueda comparar y evaluar los resultados.
•
Analizar referencias que aparecen en el libro de texto y ofrecer juicios
críticos al respecto. (Esto puede ser una cuestión que suscite un
interesante debate en la clase tras el trabajo previo que hayan
desarrollado los alumnos con las referencias).
Realizar juegos de roles en que los alumnos adopten diferentes posturas ante
los fundamentos teóricos que aparecen en el libro de texto y el profesor
hace las conclusiones al respecto.
2. El sistema de actividades presenciales comprende:
Tutorías: Los tutores pueden sugerir otra bibliografía a utilizar ya sea para
apoyar el proceso docente o para contribuir a su formación general e
integral.
Encuentros por asignaturas: en estos se aclaran dudas, se comprueban
los resultados de la autopreparación y se reciben los contenidos
esenciales, junto con las indicaciones para el estudio independiente.
Consultas por asignaturas.
Talleres de computación.
Como se puede apreciar en esta etapa del aprendizaje tanto en las tutorías
como en los encuentros los profesores y/o tutores tienen que orientar la
bibliografía a utilizar:
• Conocer las fuentes bibliográficas para lo cual el profesor y/o tutor deben orientar
diferentes recursos de información en función de no limitar al estudiante
al libro de texto.
• Resumir determinados temas a partir de la consulta de diferentes fuentes
de información.
• Reseñar una temática de interés a partir del uso de diversas fuentes y ofrecer
valoraciones al respecto.
• Referenciar los diferentes documentos que han sido consultados para el
desarrollo de las actividades.
3. Los Servicios de Información Científico Técnica: Se ofrecen en las
Sedes Universitarias, en la Biblioteca Universitaria y en las Bibliotecas Públicas
Municipales y en otras instalaciones dedicadas para estos fines que tienen la
responsabilidad de disponer de los recursos informativos del territorio en función
de las necesidades de aprendizaje de los estudiantes y comprende:
•
•
•
•
Bibliografía de consulta
Observación de videos docentes
Videos, cassettes y materiales en formato electrónico
Programas en la radio y la televisión locales en apoyo al contenido de las
asignaturas.
69
�Es importante valorar aquí el papel que juegan las bibliotecas universitarias en la
redefinición de sus servicios para apoyar a este nuevo usuario, para ello las
bibliotecarias tienen que demostrar competencias profesionales sobre la base
del acceso y uso de la información que potencie el desarrollo del aprendizaje
de los estudiantes para ello debe:
•
•
•
•
•
•
Ofrecer orientación al estudiante sobre los diferentes servicios que
presta la biblioteca y ampliar la información sobe los mismos.
Instruir a los estudiantes en el uso de los catálogos manuales y/o
automatizados.
Instruir en la definición de estrategias de búsqueda en diferentes
buscadores de información.
Ofrecer recursos informativos manuales y/o automatizados a partir del
análisis de los planes de estudio.
Elaborar bases de datos bibliográficas y enseñar a los estudiantes a
trabajar con ellas.
Disponer de materiales en formato electrónico y/o audiovisual para
apoyar y ampliar los materiales básicos de la carrera.
La propuesta se materializa a partir de las diferentes fases que la caracterizan
en tres etapas.
I. Realizar acciones para potenciar la práctica en la enseñanza de
habilidades de información al profesor
Durante el proceso de observación a las clases se ha comprobado que las
habilidades para trabajar con la información no se potencian en las clases,
trabajos como los de Oler-Blom, T. (1998) han demostrado que esto es una
práctica escasa en los profesores universitarios, de ahí que los profesores
consideran que el aprendizaje de los estudiantes puede ser autodidacta y
que es evidente la carencia de estas habilidades en los estudiantes por lo
que consideramos dos momentos:
Sensibilizar a los docentes en estos temas, de modo que tengan en
cuenta que la alfabetización informacional es mucho más que poner las
computadoras y otros recursos informativos en función del proceso
educativo. Ello implica una remodelación didáctica que parte del trabajo
metodológico desde los colectivos de año.
Realizar actividades metodológicas para potenciar el conocimiento de los
profesores para el empleo de métodos didácticos que implicarán su
conocimiento y uso en todas las asignaturas. De este modo las tareas de
aprendizaje en acceso y uso de la información no será en abstracto, sino
como parte de los contenidos que está impartiendo y en los que el
estudiante debe formarse.
70
�II. Introducir la Alfabetización informacional como contenido de
aprendizaje en las diferentes asignaturas del Plan de Estudios
Por su carácter transversal las habilidades informacionales atraviesan el
currículo, de ahí que el empleo de métodos de enseñanza que conlleven
su aprendizaje es válido desde las diferentes asignaturas de la carrera,
de forma gradual el profesor puede valorar los conocimientos que posee
el estudiante y conducirlo a que pueda determinar sus necesidades
informativas, perfilar sus búsquedas, trazar estrategias de búsqueda.
Acompañar a los alumnos en el proceso de comprender el campo del
conocimiento, sus problemas y posibilidades de obtener conocimientos.
III. Orientar actividades que requieran recursos de información que
apoyen el proceso, implicación de los recursos de información
disponible en las instituciones acreditadas para estos fines
La orientación de actividades independientes donde el estudiante tenga
que hacer uso de los recursos de información puede potenciar la
formación de las habilidades informacionales, en tanto la colaboración
que puedan prestar estas instituciones en el desarrollo de actividades
educativas documentales puede resultar esencial en su formación
profesional, el apoyo que puede encontrar el profesor en estos
especialistas es fundamental en tanto los recursos disponibles en
bibliotecas y centros de información pueden ser utilizados desde
múltiples perspectivas y facilitar la conexión entre las diferentes
asignaturas proporcionando de esta forma la integración de los
conocimientos.
71
�II.4.1. Procedimiento para la implementación de la propuesta
I. Socializar la propuesta en el claustro de la carrera.
II. Realizar actividades metodológicas para la preparación de los profesores.
III. Instrumentar de manera gradual el desarrollo de las habilidades en los
estudiantes mediante la propuesta de actividades en los componentes
que caracterizan el proceso (Actividades presenciales, trabajo
independiente y Servicios científico- técnicos).
I. Socializar la propuesta en el claustro de la carrera
El proceso de socialización permite esclarecer cómo orientar actividades
que desde el punto de vista metodológico desarrollen habilidades en cada
uno de los componentes principales que, en su integración brinden una
respuesta adecuada al proceso de desarrollo de habilidades. Esto
involucra a profesores, tutores y el personal de servicio de las instituciones
de información.
Para ello se propone la realización de un Taller de Socialización con el
objetivo:
II. Realizar actividades metodológicas para la preparación de los
profesores
Las actividades metodológicas tienen como propósito contribuir al
fortalecimiento de los conocimientos de los profesores sobre el trabajo con
la información, este es el momento para intercambiar experiencias,
ejemplificar propuestas de trabajo con las fuentes de información que
constituyen medios de enseñanza esenciales en el proceso de formación,
y lo más importante, potenciar el trabajo interdisciplinario desde las
diferentes asignaturas.
III. Instrumentar de manera gradual el desarrollo de las habilidades en
los estudiantes mediante la propuesta de actividades en los
componentes
que
caracterizan
el
proceso
(Actividades
presenciales, trabajo independiente y Servicios científicos técnicos)
La implementación gradual de las habilidades permite establecer una
apropiación de los conocimientos que va desde que el estudiante es capaz
de reconocer una necesidad informativa hasta ser capaz de validar
información, construir su propio conocimiento y generar nueva
información.
72
�La propuesta metodológica constituye un intento desde el punto de vista
teórico metodológico para propiciar la formación de habilidades
informacionales en los estudiantes de la licenciatura en Comunicación
Social de la Sede Universitaria Municipal de Moa. Se muestra en la
propuesta que aunque el uso de las tecnologías de la información y las
comunicaciones no constituye el elemento fundamental para la formación
de dichas habilidades, se puede favorecer su desarrollo a partir del uso
de las mismas.
II.5. Socialización de la propuesta en el claustro de la carrera
Para socializar la propuesta se propone realizar un taller de socialización que
tiene como propósito:
• Realizar un intercambio con los participantes sobre el contenido de la
propuesta, a partir de sus conocimientos y experiencia profesional
• Enriquecer la propuesta elaborada con las sugerencias y recomendaciones
realizadas por los participantes.
• Corroborar la factibilidad de la propuesta metodológica para la formación de
habilidades informacionales en los estudiantes de la carrera de
Comunicación Social de la Sede Universitaria Municipal de Moa.
Desarrollo del taller de socialización
Se realiza, como parte de la proyección de la estrategia, un taller de
socialización para dar a conocer la propuesta metodológica orientada a la
formación de habilidades informacionales en los estudiantes de la carrera de
comunicación Social, de la Sede universitaria Municipal de Moa. En el
departamento de Humanidades, de la Facultad de Humanidades del Instituto
Superior Minero Metalúrgico de Moa, que dirige el trabajo metodológico para
las carreras que forman parte del Proyecto de Universalización de la
universidad y a la que se circunscribe la propuesta. Participan 18 profesores de
la carrera y la Jefa de la carrera.
Se presenta la estrategia y se exponen los principales aspectos que justifican
la necesidad de potenciar el desarrollo de habilidades informacionales en los
estudiantes de la carrera de comunicación Social, de la Sede universitaria
Municipal de Moa, a partir del trabajo sistemático con las formas que orienta el
modelo pedagógico y donde el trabajo metodológico es el elemento esencial
para su desarrollo.
Se pide criterios a los profesores y se recogen los principales elementos que
ofrecen los participantes están:
73
� Consideran interesante el tema de la propuesta, pues siendo algo que está
tan cercano a los profesores, no se aborda desde la perspectiva que está
enfocado en la estrategia.
Los estudiantes llegan con carencias de sistemas educativos precedentes y
esta es una oportunidad para limar esas deficiencias en su formación.
Consideran que la preparación metodológica de los profesores constituye el
eslabón esencial para el desarrollo de la estrategia, y precisamente eso se
contempla, que es necesario comenzar con un taller metodológico para que
los profesores conciencien la necesidad del desarrollo de estas habilidades.
Reconocen la necesidad de la superación del claustro en la temática del
desarrollo de habilidades informacionales, en tanto los nuevos soportes
documentales y la utilidad de las nuevas fuentes de información generadas
en los contextos actuales, reclama la preparación del profesor.
Se da por concluido el taller.
Conclusiones parciales del capítulo
Las habilidades informacionales constituyen una necesidad para los
estudiantes de la carrera de Comunicación Social atendiendo al perfil de
formación del profesional y a sus modos de actuación.
Es necesario dirigir el trabajo metodológico hacia el fortalecimiento del
trabajo con los diferentes recursos bibliográficos y a la orientación del
estudio independiente para potenciar el desarrollo de habilidades
informacionales en los estudiantes.
La elaboración de la propuesta se constituye como eslabón fundamental
viable y como instrumento factible de socializarse.
74
�Conclusiones
La alfabetización demanda no solo habilidades o destrezas en el manejo o
uso de la documentación, requiere además habilidades de pensamiento,
comprensión, análisis, síntesis, actitudes y valores. Vinculada a
planteamientos pedagógicos debe ser un compromiso colectivo de la
institución, pero en particular de los docentes apoyados en los sistemas de
información.
El aprendizaje es un proceso de construcción del conocimiento, que tiene
lugar en los procesos de interacción entre la persona y el entorno, la
alfabetización informacional proporciona las herramientas para integrar de
forma organizada la adquisición de conocimientos que pueden adquirirse a lo
largo de toda la vida.
Con la ejecución de esta investigación han quedado confirmadas las
insuficiencias para utilizar la información científico-técnica de los estudiantes
de la carrera de Comunicación Social de la SUM de Moa, demostradas a
partir de los instrumentos aplicados.
Las necesidades informativas, generadas en el contexto de la sociedad del
conocimiento, exigen instruir a los alumnos de la carrera de Comunicación
Social para desarrollar habilidades en su formación que les permitan:
reconocer una necesidad de información, identificar, localizar, evaluar y
utilizar la información en todas las actividades.
Las posibilidades metodológicas de instrumentación en la estructura vertical
a partir de la interrelación horizontal, dado el papel de la asignatura, dan
apertura para la introducción gradual y la medición del desarrollo funcional
de las habilidades informacionales.
75
�Recomendaciones
1. Aplicar la propuesta en la carrera de Comunicación Social en el curso 20112012.
2. Por la necesidad de que estas habilidades sean desarrolladas en la
formación de los profesionales de todas las especialidades, puede ser
generalizada para otras carreras universitarias.
76
�Bibliografía
Alfonso, I., & Armenteros, I. (2008). Bibliografía Biomédica. La Habana:
ECIMED.
Álvarez, C. (1996). Hacia una escuela de excelencia. La Habana:
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2005 http://www.ala.org/aasl/positions/PS_infolit.htm
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�Anexo 1
Guía de Observación
1. En qué momento de la clase se orienta la bibliografía
2. Actividades para las que orienta hacer uso de la bibliografía
3. Carácter del trabajo independiente orientado
4. Orienta bibliografía complementaria a la indicada en el modelo
5. Si la bibliografía orientada obedece a alguna norma bibliográfica
6. Si se dejan de poner elementos necesarios en la bibliografía orientada
�Anexo 2
Entrevista a profesores
Año de graduación
A qué año imparte docencia
Cómo valora usted la formación que recibió en pregrado para utilizar los
recursos de información
Ha recibido cursos de postgrado que lo preparen para usar los servicios
y recursos de información
Orienta actividades independientes a los estudiantes que van más allá
del uso de los materiales indicados en el modelo
Orienta actividades a sus estudiantes donde se vean obligados a hacer
uso de INTERNET
En el trabajo con la bibliografía desarrolla habilidades como comparar,
validar, resumir, etc.
�Anexo 3
La entrevista se aplica para obtener opiniones para enriquecer y
constatar la información obtenida mediante la observación
Determinar si poseen las habilidades informacionales necesarias para los
estudiantes de la Educación Superior. Elementos que se tuvieron en cuenta en
la entrevista con los estudiantes para el diagnóstico de sus necesidades.
Habilidades sobre la identificación de necesidades de información
Habilidades en el acceso y uso a la información
Habilidades sobre la evaluación de la información
Habilidades para crear nuevos conocimientos integrando el saber
anterior
Habilidades para comunicar
�Anexo 4
Habilidades
informacionales
Actividad del profesor
Acciones a desarrollar por los alumnos
Control
Identificar
necesidades
de
información
Formula preguntas basadas en necesidades
informativas
Orienta cómo pueden determinar lo esencial y
Replantear su necesidad en función de la
naturaleza y el nivel de la información que
necesitan
Establece trabajo en grupos para identificar
necesidades comunes
Definir y articular sus necesidades de
información
Replantear constantemente la naturaleza y
el nivel de la información que necesita
Evaluar la calidad con que
es capaz de definir sus
necesidades informativas
Identificar variedad de tipos y formatos de
fuentes potenciales de información
Seleccionar recursos potenciales para su
formación profesional
Diseñar diferentes estrategias de búsqueda
Para acceder a la información que necesita.
Acceder a Bases de Datos y otros recursos
en soporte electrónico
Trabajar con buscadores, metabuscadores
y otros recursos en línea
Buscar información relacionada con varias
dimensiones de bienestar personal, como
son los intereses de sus estudios,
creatividad, compromiso social y de ocio
Organiza la información recuperada para
su análisis y generalización
Establecer las diferencias
entre las estrategias de
búsqueda diseñada según
los fines de la actividad
Acceder y usar la
información
Indica diferentes recursos para determinar
prioridades
Revela variedad de tipología de fuentes y formatos
potenciales de información
Contribuye al conocimiento de las principales
publicaciones de la especialidad.
Potencia el uso de las tecnologías de la
información y las comunicaciones
Adiestra en el diseño de estrategias de búsqueda.
Orienta trabajo con bibliografías en diversos
soportes
Establece cómo organizar y estructurar la
información localizada, a través de su análisis e
interpretación
Considerar las fuentes de
información para los fines
de la búsqueda que
realiza
Observar la capacidad de
los estudiantes para acceder
y organizar la información
recuperada
�Evaluar la
información
Ofrece elementos de juicio para que el estudiante
tome partido por una posición teórica o práctica
determinada
Genera hipótesis para que sean validadas por los
estudiantes
Desarrolla lluvia de ideas en el aula para
considerar puntos de vista de los estudiantes y
valorar el trabajo grupal
Resumir las ideas principales a extraer de
la información reunida
Articular y aplicar unos criterios para
evaluar la información y sus fuentes
Sintetizar las ideas principales
construir nuevos conceptos
Observar la capacidad de
evaluar, sintetizar y
comparar conceptos, así
como para el trabajo en
equipo de los estudiantes
para
Comparar los nuevos conocimientos con
los anteriores para llegar a determinar el
valor añadido, las contradicciones u otras
características únicas de la información
Determinar si el nuevo conocimiento tiene
un impacto sobre el sistema de
conocimiento que posee
Validar la comprensión e interpretación de
la información por medio de intercambio de
opiniones con otros estudiantes,
Crear nuevos
conocimientos
integrando el
saber anterior
Favorece actividades que generen la redacción
científica mediante reseñas analíticas, resúmenes
y otros productos resultantes del proceso anterior
Aplicar la información anterior y la nueva
para la planificación y creación de un
producto informativo
Revisar el proceso de
producto o actividad
Comunicar
información
Utiliza la exposición oral y escrita para comunicar
los resultados del trabajo independiente y colectivo
de sus estudiantes
Evaluar la capacidad de
generación de nuevos
conocimientos
desarrollo del
Comunicar a los demás con eficacia el
producto o actividad
Capacidad para la
comunicación oral y
escrita
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
Title
A name given to the resource
Tesis
Text
A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text.
Dublin Core
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Title
A name given to the resource
Propuesta metodológica para el desarrollo de habilidades
informacionales en los estudiantes de la carrera de
Comunicación Social en la SUM, Moa
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Adys Dalmau Muguercia
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2010
Type
The nature or genre of the resource
Tesis maestría
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/2259f4ed4cc31ea037e7ece5a97be3c7.pdf
5c8fc643934c478698635242c1ce7d89
PDF Text
Text
TESIS
Tratamiento de aguas sulfatadas provenientes
de la laguna Baqueta Norte de la mina Paso
Diablo, municipio Guajira, estado Zulia
ALAN CAMPOS SANCHEZ
�Página legal
Título de la obra: Tratamiento de aguas sulfatadas provenientes de la laguna Baqueta
Norte de la mina Paso Diablo, municipio Guajira, estado Zulia, 52pp
Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN:
1. Autor: Alan Campos Sanchez
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez
Jiménez¨
Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Digitalización. Miguel Ángel Barrera Fernández
Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Ave Calixto García Iñeguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum
�Instituto Superior Minero Metalúrgico
“Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Facultad de Geología y Minería
Departamento de Geología
TRATAMIENTO DE AGUAS SULFATADAS PROVENIENTES DE LA LAGUNA
BAQUETA NORTE DE LA MINA PASO DIABLO, MUNICIPIO GUAJIRA, ESTADO
ZULIA
Tesis para optar al título académico de Máster en Geología
Autor: ING. ALAN CAMPOS SANCHEZ. ESP
Mayo 2015
�Instituto Superior Minero Metalúrgico
“Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Facultad de Geología y Minería
Departamento de Geología
TRATAMIENTO DE AGUAS SULFATADAS PROVENIENTES DE LA LAGUNA
BAQUETA NORTE DE LA MINA PASO DEL DIABLO, MUNICIPIO GUAJIRA,
ESTADO ZULIA
Tesis para optar al título académico de Máster en Geología
Autor: Ing. Alan Campos Sánchez Esp
Tutor: DrC. Mayda Ulloa Carcassés
Mayo de 2015
�ÍNDICE
Introducción……………………………………………………………………
CAPITULO I: Marco Teorico…………………………………………………
1
6
1.1. Consideraciones generales sobre los efectos de las aguas sulfatadas 6
originadas por la minería del carbón
1.2. Bases Legales …………………………………………………………………. 8
1.3. Estado del arte sobre el tratamiento de aguas sulfatadas originadas por
la minería del carbón en Venezuela y Latinoamérica…………………………… 9
1.4. Características físico geográficas y geolólogicas del área de
investigación…………………………………………………………………………. 11
CAPITULO II Marco Metodologico………………………………………………… 22
2.1 Tipo de investigacion…………………………………………………………… 22
2.2. Etapas metodológicas de la investigación…………………………………… 22
2.2.1. Identificación de impacto ambiental.…………………………………
22
2.2.2.Determinación de los análisis básicos, gravimétrico, volumétrico y
colorimétrico a los cuerpos de agua sulfatada…………………………………
23
2.2.3. Etapas de análisis y de selección del método más eficiente para la
remoción del sulfato en aguas sulfatadas………………………………………… 28
CAPITULO III. Análisis y Discusión de los Resultados…………………………. 29
3.1. Identificar los impactos ambientales del sulfato…………………………..
29
3.2 Comparación de los resultados de los análisis básico, volumétrico,
gravimétrico y colorimétrico de las aguas sulfatadas con los límites máximos
permisibles establecidos en la Gaceta Oficial N° 5.021………………………… 29
3.3. Análisis de los métodos de remoción de sulfatos más eficiente en
función de las características fisicoquímicas de las aguas sulfatadas……
41
Conclusiones…………………………………………………………………………. 47
Recomendaciones…………………………………………………………………… 48
Referencias bibliograficas………………………………………………………….. 49
Anexos………………………………………………………………………………... 52
1
�ÍNDICE DE FIGURAS
PAG
Figura 1. Proceso redox de la pirita……………………………
Figura 2. Mapa de ubicación relativa de la cuenca carbonífera del
Guasare………………………………………………….
Figura 3. Mapa con la configuración general de la Mina Paso Diablo
……………………………………………………………………….
Figura 4.Columna estratigráfica tipo de la Mina Paso Diablo………………
Figura 5. Corte con sección tipo de la Mina Paso Diablo……………………….
Figura 6. Opciones de control aplicadas dependiendo de la etapa de
desarrollo de las aguas sulfatadas………………………………………………..
7
12
13
20
21
28
Figura 7. Ubicación de los puntos de muestreo…………………………………
30
Figura 8. Esquema de aguas de escorrentía en una mina a cielo
abierto……………………………………………………………………..
45
Figura 9. Relación entre los principales parámetros fisicoquímicos y los
mecanismos físicos/químicos mediante los cuales se logra su remoción en
un humedal…………………………………………………………………………… 46
2
�ÍNDICE DE TABLAS Y ANEXOS
Pág.
Tabla 2.1. Métodos empleados para la detección del ión sulfato en los
cuerpos de agua……………………………………………………………………
24
Tabla 2.2 Parámetros determinados en análisis básicos de cuerpos de agua.
25
Tabla 2.3 Parámetros determinados en análisis gravimétricos de cuerpos de
agua……………………………………………………………………………
26
Tabla 2.4 Parámetros determinados en análisis volumétricos de cuerpos de
agua…………………………………………………………………………………
Tabla 3.1 Principales impactos ambientales del sulfato en el agua…………
27
29
Tabla 3.2 Parámetros determinados en sitio a las aguas de la Laguna
Baqueta Norte………………………………………………………………………
30
Tabla 3.3 Parámetros determinados en laboratorio a las aguas de Laguna
Baqueta Norte………………………………………………………………………
31
Tabla 3.4 Parámetros de elementos metálicos y no metálicos determinados
en l a la Laguna Baqueta Norte……………………………………...
32
Tabla 3.5. Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
33
Tabla 3.6. Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………..
33
Tabla 3. 7 . Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
34
Tabla 3.8. Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
34
Tabla 3.9 Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo
establecido en el Decreto 883……………………………………………………
35
3
�Tabla 3.10 Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo
establecido en el Decreto 883……………………………………………………
35
Tabla 3.11 Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
36
Tabla 3.12 Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
36
Tabla 3.13. Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
37
Tabla 3.14 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………..
37
Tabla 3.15 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………..
38
Tabla 3.16 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétrico de
las aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo
establecido en el Decreto 883…………………………………………………….
39
Tabla 3.17 Ventajas y desventajas de los métodos de tratamiento activo
empleados en minería de superficie……………………………………………..
41
Tabla 3.18 Compilación de las ventajas y desventajas de los métodos de
tratamiento pasivo abiótico empleados en minería de superficie……..
42
Tabla 3.19 Compilación de las ventajas y desventajas de los métodos de
tratamiento pasivo biótico empleados en minería de superficie………………
43
Anexo 1. Descripción de los métodos más para la remoción del sulfato en
aguas sulfatadas……………………………………………………………………
53
4
�INTRODUCCIÓN
La minería es el conjunto de técnicas que el hombre utiliza para extraer los
minerales, combustibles y otros materiales de la corteza terrestre, siendo en
algunos casos considerada tan antigua como el hombre mismo.
Esta denominada actividad económica precede a la extracción de elementos
metálicos y no metálicos con fines de rendimiento industrial o financiero. Los
depósitos de minerales pueden estar casi en la superficie o aparecer a gran
profundidad. En función de la situación de los minerales en la corteza se utilizan
distintos métodos de extracción: minería de superficie, minería subterránea (roca
dura y roca blanda) y minería por pozos de perforación.
Los minerales metálicos tienen brillo propio y son buenos conductores de calor y
electricidad. Los más comunes son: oro, plata, plomo, cobre, zinc y hierro. Los
minerales no metálicos no tienen brillo propio ni conducen electricidad. En este
grupo se ubican el yodo, sal, nitratos, entre otros. Cabe destacar que dentro de
los minerales no metálicos se localizan los energéticos tales como el petróleo y el
carbón.
En la Republica Bolivariana de Venezuela la minería es una actividad
relativamente desarrollada y diversificada, presentando un potencial minero por
excelencia al concentrar alrededor de 3% de la oferta mundial de minerales, entre
los cuales destacan como elementos metálicos el hierro, oro, níquel, aluminio, el
cobre, zinc, plomo y el manganeso. Por otro lado, están los no metálicos, como el
cuarzo cristalino, la barita, el caolín, los feldespatos, el silicio, la mica, la sal, la
arcilla, la diatomita y el carbón. (IGVS, 2014).
La hulla o carbón mineral, es una sustancia sólida ligera, negra y combustible,
que resulta de la destilación o de la combustión incompleta de los tejidos
vegetales o de otros cuerpos orgánicos, como resultado de haber permanecido
bajo la superficie terrestre durante larguísimos períodos. (PDV Léxico, 1997).
Los carbones de Venezuela son jóvenes y de débil coquificación, pero pueden
usarse con éxito en la industria siderúrgica, mezclados con carbones importados
de mayor calidad. Las mayores reservas se ubican en la cuenca carbonífera del
Estado Zulia, en la parte noroccidental de Venezuela, en los Municipios Mara y
Guajira.
5
�El yacimiento está constituido por más de veinte mantos de carbón explotables,
con un espesor total mayor de treinta metros, en la Formación Marcelina
perteneciente a la edad Paleoceno Superior-Eoceno Inferior, alternando con
lutitas y areniscas.
Los carbones son brillantes, con intervalos bandeados y macizos; bituminosos de
alto contenido volátil, extrema pureza que los califican de óptima calidad para la
generación de energía. Son aptos para la producción de coque y a través de
mezcla con carbones más maduros, de menor contenido volátil y baja proporción
de inertes, pueden producir un coque metalúrgico standard utilizable en la
industria siderúrgica.
Otras formaciones que afloran en la zona son: Guasare, del Paleoceno,
constituida por una alternancia de calizas fosilíferas, areniscas y lutitas, cuyos
sedimentos han sido depositados en un ambiente marino, probablemente de
aguas poco profundas; y Misoa de edad Eoceno Superior a Eoceno Medio, está
caracterizada por areniscas masivas de grano grueso, intercaladas con niveles de
conglomerados y lutitas.
La empresa Carbones del Guasare, ubicada en el Municipio Guajira del Estado
Zulia, se dedica a la exploración, producción, transporte y comercialización de
este mineral no metálico emplea la minería a cielo abierto, la cual según Estudios
Mineros del Perú (2010), consiste en la remoción de grandes cantidades de suelo
y subsuelo, que es posteriormente procesado para extraer el mineral. Este
mineral puede estar presente en concentraciones muy bajas, en relación con la
cantidad del material removido.
El carbón mineral es un recurso de gran valor, como materia prima en la industria
del país y como fuente de energía de exportación. Sin embargo, la explotación
descontrolada del carbón a cielo abierto trae como consecuencia el deterioro de la
reserva forestal y atenta contra el recurso agua, indispensable para la
supervivencia de los seres vivos. A su vez esta es una actividad industrial de alto
impacto ambiental, social y cultural, siendo insostenible por definición, en la
medida en que la explotación del recurso supone su agotamiento.
Este tipo de minería antes descrito, puede tener efectos contaminantes muy
serios sobre las aguas superficiales y subterráneas, debido a que en la extracción
del carbón mineral se utiliza agua, y el drenaje de esas aguas empleadas puede
6
�afectar el ecosistema y la vida acuática existente en los caños y ríos cercanos
siendo una de las contaminaciones más destacadas la formación de aguas
sulfatadas.
Las aguas sulfatadas son originadas de manera natural cuando el ácido sulfúrico
se produce debido a que los sulfatos de las rocas son expuestos al aire libre o al
agua. Cuando las grandes cantidades de roca que contienen minerales
sulfatados, son excavadas en tajo abierto o en vetas en minas subterráneas,
estos materiales reaccionan con el aire o con el agua para crear ácido sulfúrico.
Este ácido lixiviará la roca, mientras esté expuesta al aire y al agua. El proceso
continuará hasta que los sulfatos sean extraídos completamente y puede durar
cientos, o quizás miles de años. El ácido es transportado desde la mina por el
agua, las lluvias o por corrientes superficiales, y posteriormente depositado en los
estanques de agua, arroyos, ríos, lagos y mantos acuíferos cercanos, degradando
severamente la calidad del agua y puede aniquilar la vida acuática, así como
volver el agua prácticamente inservible. (Dueñas, 2010).
Esta contaminación de cuerpos de agua se hace evidente debido a que la
extracción del carbón se realiza en la cuenca del río Guasare, en donde existe un
desarrollo minero-industrial para la explotación del mismo, debido a su óptima
calidad, entre otras razones, por su bajo contenido en cenizas y azufre, y a un alto
contenido calórico.
El río Guasare nace en la parte alta de la cordillera montañosa de la Sierra de
Perijá, en el sector Cerro Pintado, en el límite con Colombia. Es el principal
afluente del río Limón, con un área tributaria de 2.095 km2, a una altura de 3.000
msnm, posee una longitud de cauce de 191 km, y se encuentra a unos 120 km al
noroeste de la ciudad de Maracaibo. (León, 2009).
Estos elementos hacen necesario que la filial carbonífera someta obligatoriamente
los cuerpos de agua empleadas para la extracción del carbón, que se transforman
en efluentes contaminados, a un tratamiento eficiente de remoción de sulfato,
para mantener el control de las concentraciones y evitar los efectos nocivos sobre
la base del Decreto 883 “Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad
de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos ”, Capítulo III (Del control
de los vertidos líquidos) y Sección III (De las descargas a cuerpos de agua),
Artículo 10 (específicamente a los sulfatos y sólidos).
7
�El efecto de estas aguas contaminadas sobre el medio ambiente se traduce en el
deterioro de la calidad físico química y bacteriológica del agua del río Guasare, lo
que produce impactos significativos, tales como sedimentación, daño a los
recursos vivos, la biota en general (disminución de la población de peces y otros
recursos vivos) y a la salud humana, eutrofización, entre otros.
Debido al uso posible que le puedan dar las comunidades en sus entornos, a las
aguas de la citada cuenca se hace necesario un tratamiento eficaz para mantener
y cumplir los controles ambientales necesarios y normativos establecidos por las
leyes ambientales.
Todo lo anteriormente expuesto justifica la necesidad de analizar los métodos de
tratamiento de agua sulfatas existentes y seleccionar el método más idóneo
basado en parámetros ambientales, económicos y socioculturales.
Es así, que el objeto de esta investigación es el tratamiento de las aguas
sulfatadas
y el campo de acción se corresponde con las aguas sulfatadas
provenientes de la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo, Municipio
Guajira, Estado Zulia.
El objetivo general de esta investigación es seleccionar el método de tratamiento
de aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso
del Diablo, Municipio Guajira, Estado Zulia, para disminuir sus efectos nocivos.
Del objetivo general, se derivan los siguientes objetivos específicos:
•
Identificar el impacto ambiental de la minería del carbón en el Estado Zulia.
•
Comparar los límites máximos permisibles establecidos en la Gaceta
Oficial N° 5.021 con los paramentos obtenidos del análisis básico,
volumétrico, gravimétrico y colorimétrico de las aguas sulfatadas
provenientes de la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo,
Municipio Guajira, Estado Zulia.
•
Analizar los métodos de remoción de sulfatos más eficiente en función de
las características fisicoquímicas de las aguas sulfatadas provenientes de
la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo, Municipio Guajira,
Estado Zulia.
8
�La hipótesis que sustenta la investigación plantea que: si se identifican los
impactos ambientales de la minería, se compara los límites máximos permisibles
de los parámetros obtenidos del análisis básico, volumétrico, gravimétrico y
colorimétrico de las aguas sulfatadas y se analizan los métodos de remoción de
sulfatos se puede seleccionar el método más eficiente de tratamiento de aguas
sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo,
Municipio Guajira, Estado Zulia para disminuir sus efectos nocivos.
Se emplearon
métodos empíricos y teóricos de la investigación científica los
cuales permitieron revelar las características fundamentales y relaciones
esenciales del objeto y a su vez representaron un nivel en el proceso de
investigación cuyo contenido procede fundamentalmente de la experiencia.
La justificación de esta investigación radica en la necesidad de preservar las
cuencas hidrografías de los ríos, riachuelos y caños localizados en la cercanía de
la mina, en especial los nacientes de los ríos Guasare, Socuy y Cachirí,
incluyendo los dos sitios de embalse del sistema hidráulico "Luciano Urdaneta",
los cuales constituyen las fuentes de abastecimiento de agua de la ciudad de
Maracaibo y los centros poblados de la Costa Oriental del Lago.
Los aportes de esta investigación están enmarcados en aspectos científicos,
prácticos y socioambiental.
El aporte científico se basa en la caracterización de las aguas sulfatadas
provenientes de la Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo, Municipio
Guajira, Estado Zulia y la definición del método de más idóneo para el tratamiento
de las mismas.
El aporte práctico se basa en la actualización de aspectos referentes a los
métodos actuales sobre remoción de sulfatos en cuerpo de agua.
El aporte socioambiental consiste en la corrección del impacto ambiental
generado por las aguas sulfatadas sobre los ríos Guasare, Socuy y Cachirí con la
finalidad de lograr la recuperación de los sistemas afectados y elevar los
estándares en referencia a políticas ambientales de la empresa carbonífera.
9
�CAPÍTULO I – MARCO TEORICO
En este capítulo se expone la problemática causada por las aguas sulfatadas por
la minería del carbón, desde el origen de las mismas y su vinculación con las
normativas legales que las regulan.
1.1 Consideraciones generales sobre los efectos de las aguas sulfatadas
originadas por la minería del carbón
Desde los inicios de la era industrial la contaminación ambiental a nivel mundial
ha sido un factor determinante en el desarrollo de los proyectos. Sin embargo, el
agua no ha sido la excepción ya que esta se ha visto afectada en América Latina
por vertederos habituales en el que se arrojan los residuos producidos por las
actividades industriales como pesticidas, desechos químicos, metales pesados,
residuos radiactivos, entre otros, los cuales se encuentran, en grandes cantidades
Al analizar las aguas de los más remotos lugares del mundo, muchas aguas están
contaminadas hasta el punto de hacerlas peligrosas para la salud humana y
dañinas para la vida.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2013), el agua está
contaminada cuando su composición se haya alterado de modo que no reúna las
condiciones necesarias para ser utilizada beneficiosamente en el consumo del
hombre y de los animales.
Es así, que en Venezuela, según González (2007), los procesos mineros alteran
las condiciones geológicas estables de un área explotada, al permitir la entrada
de oxígeno atmosférico a ambientes geológicos profundos y, por tanto, se genera
un proceso conocido como redox, propio de los elementos químicos. Además, los
subproductos producidos durante el tratamiento de los minerales extraídos,
suponen un problema, no sólo por su volumen, sino porque a menudo son
compuestos químicamente reactivos, siendo la familia más común los sulfuros, los
que causan la generación de las aguas sulfatadas.
Según Otero (2008) existe una familia muy amplia de reacciones que se producen
con la pérdida formal de electrones de un átomo y su ganancia por otro átomo.
Como la ganancia de electrones recibe el nombre de reducción y la pérdida de
electrones es una oxidación, el proceso global se denomina reacción redox, a
modo de ejemplo se muestra el proceso redox de la pirita. (Figura 1)
10
�Figura 1. Proceso redox de la pirita. Fuente: Otero (2008)
La Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA: Environmental Protection
Agency, 2008) establece como agua sulfatada a la emisión o formación de aguas
de gran acidez, por lo general ricas en sulfatos, y con contenidos variables en
metales pesados. Dicho drenaje se desarrolla a partir de la lixiviación de sulfuros
metálicos de la pirita presente en carbones. Para ello existen dos fuentes
principales: 1) el mineral sulfurado “in situ” (causa no antropogénica), y 2) las
escombreras (mineral dumps).
Por otra parte, no todos los minerales sulfurosos son igualmente reactivos, ni los
niveles de sulfato se producen en igual proporción. De igual forma, no todos los
minerales sulfurosos o rocas con contenido de azufre son potencialmente
generadores de agua sulfatada. La tendencia de una muestra particular de roca a
generar este tipo de problema, es una función del balance entre los minerales
(sulfurosos) productores potenciales de ácido y los minerales (alcalinos)
consumidores potenciales de ácido que degeneran en alto contenido de sulfuro en
el agua.
El proceso mediante el cual se consume ácido se denomina neutralización.
Teóricamente, cada vez que la capacidad consumidora de ácido de una roca
potencial de neutralización excede al potencial de generación de ácido, se
consumirá toda la acidez y el agua que drene de la roca se encontrará en el nivel
de pH neutro o cerca de él. El drenaje ácido generado por la oxidación de sulfuros
puede neutralizarse por contacto con minerales consumidores de ácido lo que
trae como resultado, sales en forma de sulfatos que alteran la calidad del agua.
Esta problemática, se presenta debido al agua que drena de la roca puede tener
un pH neutro y una acidez insignificante, a pesar de la continua oxidación de
sulfuros con el tiempo, a medida que se agotan los minerales consumidores de
ácido o se vuelve imposible acceder a ellos a causa de la formación de cubiertas
de minerales secundarios, generando las aguas sulfatadas.
La Republica Bolivariana de Venezuela posee grandes yacimientos de carbón
ubicados en los estados Anzoátegui, Aragua, Falcón, Guárico, Lara, Táchira y
Zulia. En este ultimo estado, la cuenca carbonífera del Guasare, es la más
11
�importante del país por la magnitud y calidad de sus recursos de carbón,
cuantificados en 5 705 millones de toneladas métricas.
Las formaciones geológicas localizadas en el área están compuestas por rocas
con alto contenido de pirita, mineral formado por sulfuro de hierro, que al entra en
contacto con un cuerpo de agua, a través de la infiltración, genera un proceso de
lixiviación que desencadena en una alta concentración de sulfato.
La empresa Carbozulia S.A, posee la concesión de explotación de las minas
Norte y Paso Diablo, ubicadas en la cuenca antes mencionada. La mina Paso
Diablo, se explota a cielo abierto, bajo un sistema de fosa abierta. Es común la
acumulación de agua en el fondo de mina, producto de la escorrentía de las
lluvias, por lo que debe ser bombeada para continuar con el avance de minería
para poder alcanzar las metas de producción.
No obstante antes de descargar estos efluentes en los ríos y caños cercanos,
deben ser sometidas a tratamiento para la eliminación de los elementos que lo
contaminan no solo para cumplir con ciertas especificaciones que regula el
Ministerio del Poder Popular para el Ambiente (MPPA), sino además para mitigar
el impacto con el ambiente y trabajando de manera armónica con el ecosistema.
1.2. Bases legales
Toda investigación debe estar fundamentada con todos los instrumentos legales
que involucren lo referente al estudio planteado. Por tratarse este de un trabajo
relacionado con la contaminación de los cuerpos de agua se consideraran todas
aquellas relacionadas con este tópico.
En primer lugar se hace mención a lo establecido en el Artículo 304 de la
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela promulgada en 1999, el
cual establece que "Todas las aguas son bienes de dominio público de la Nación,
insustituibles para la vida y el desarrollo. La ley establecerá las disposiciones
necesarias a fin de garantizar su protección, aprovechamiento y recuperación,
respetando las fases del ciclo hidrológico y los criterios de ordenación del
territorio", lo que demuestra una nueva visión política y humanista para reorientar
las estrategias de la gestión integral de los recursos hídricos.
En este mismo orden de ideas, la Ley de Aguas (Gaceta Oficial Nº 38.595 , 02-012007) tiene por objeto establecer las disposiciones que rigen la gestión integral de
12
�las aguas, como elemento indispensable para la vida, el bienestar humano y el
desarrollo sustentable del país, y es de carácter estratégico e interés de Estado,
destacándose en la misma que los planes de gestión integral de las aguas
comprenden un plan nacional en el ámbito de regiones hidrográficas y de cuencas
hidrográficas y es pública y de obligatorio cumplimiento.
De igual manera, la Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de los
Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos (Decreto No 883 del 11 de
octubre de 1995, Gaceta Oficial No 5.021, 18-12-1995) contempla el control de los
vertidos líquidos. Estas normas establecen las actividades sujetas a su aplicación,
de acuerdo a la Clasificación Industrial Internacional Uniforme de las Naciones
Unidas, y establecen los rangos y límites máximos de calidad de los vertidos
líquidos que sean o vayan a ser descargados de forma directa o indirecta a ríos,
estuarios, lagos y embalses, al medio marino-costero y a redes cloacales, así
como las condiciones para su descarga, infiltración o inyección en el suelo o en el
subsuelo.
1.3 Estado del arte sobre el tratamiento de aguas sulfatadas originadas por
la minería del carbón en Venezuela y Latinoamérica
La sustentación teórica del estudio sirvió para orientar su ejecución, ampliar
horizontes para guiar al investigador y evitar desviaciones del planteamiento
original y a la vez inspiró nuevas líneas, áreas de investigación que al mismo
tiempo proporcionan un marco referencial para la interpretación de resultados. La
revisión bibliográfica permitió fundamentar teóricamente la investigación; por lo
tanto, se considera oportuno establecer las bases técnicas requeridas y analizar
los estudios anteriores que tengan una relación con la presente investigación,
para lo cual se revisaron los trabajos siguientes.
A nivel internacional, la contaminación producida por las aguas sulfatadas
producto de industria minera carbonífera es un problema de proporciones
considerables debido a que estas son arrastradas fuera del sitio de la mina por el
agua de lluvia o el drenaje superficial depositándose en los arroyos cercanos,
ríos, lagos o aguas subterráneas, donde es capaz de generar degradación física,
química y biológica del hábitat, siendo esta problemática padecida por países
tales como España, Brasil, Argentina, Portugal, Canadá, Cuba, Ecuador,
Colombia, Venezuela entre otros.
13
�No obstante, estos países poseen estudios sobre esta problemática y sus
posibles formas de mitigación, que debido a presentar otras normativas legales
propias de cada región imposibilita su aplicación en el presente trabajo.
Cabe destacar, que a pesar de lo antes mencionados se realizan simposios,
jornadas, encuentros, foros donde se efectúan intercambios de ideas y
experiencias en el tópico antes mencionado destacándose lo siguiente:
La 4ª Jornada Iberoamericana de Medio Ambiente Subterráneo y Sostenibilidad
(2011) en su Capítulo I: Drenaje Ácido y Contaminación de Aguas en su informe
técnico titulado Análisis de Alternativas de Saneamiento de Sitios Afectados Por
Drenajes Ácidos ocasionados por actividades mineras en México comenta que las
tecnologías para el tratamiento de drenajes ácidos deben basarse en las
características de la zona, topografía, acceso, disponibilidad de materiales y
energía
En este mismo orden de ideas, La ICARD, Conferencia Internacional de Drenaje
Ácido, y la IMWA, Asociación Internacional de Aguas Mineras, organizada por la
SANAP, Red Sudamericana de Prevención del Ácido (2014) es un foro en donde
ejecutivos, operadores, especialistas y profesionales de la industria minera
pueden conocer, analizar y discutir las innovaciones recientes en la prevención de
drenaje ácido y la gestión de agua de minas, llegando al consenso que el
desarrollo histórico y actual de la minería en Sudamérica ha generado
significativos impactos ambientales, dentro de los cuales, la gestión de aguas y el
drenaje ácido son la mayor preocupación y la vez un gran desafío.
En relación al ámbito nacional y regional, se visitaron las bibliotecas de las
diferentes universidades e instituciones tecnológicas en la búsqueda de
información referente al tópico de estudio.
Angola (2005), comenta que las aguas sulfatadas se originan cuando las rocas
con minerales sulfurosos, como pirita, calcopirita, pirrotita, marcasita, galena,
arsenopirita, etc., son expuestas a la acción del aire y del agua, comenzando en
la superficie mineral un proceso complejo que engloba en su desarrollo
fenómenos químicos, físicos y biológicos. A su vez, el autor comenta que los
principales focos productores de las aguas sulfatadas en las explotaciones
mineras son los drenajes de las minas subterráneas por bombeo en las minas
14
�activas, las escorrentías en la minería a cielo abierto y los lixiviados de las
escombreras y residuos mineros.
Igualmente, Ortiz y Rojas (2008) expresan, que todas las actividades de minería
contaminan las aguas, ya que la mina y sus instalaciones ocupan grandes áreas
expuestas a las lluvias, propiciando el contacto de las aguas con el mineral, los
estériles y con el suelo expuesto, produciéndose así la erosión, o procesos
químicos como la oxidación de los sulfuros, causantes del origen de las aguas
sulfatadas. De igual modo en esta investigación se muestra los pasos necesarios
para la elaboración de estudios físico químicos del agua de las fosas.
Finalmente, León (2009) explica que la explotación del carbón provoca una serie
de reacciones y perturbaciones donde se encuentre ubicado el yacimiento. En los
ecosistemas acuáticos, diferenció algunas fuentes directas de perturbación,
originadas por el proceso de extracción del carbón. Destaca que, entre una de las
causas, la formación de las aguas sulfatadas, es una de la más grave, por su
naturaleza, extensión y dificultad de resolución. Cabe destacar que la autora
resalta como las aguas sulfatadas ha afectado a los elementos objetos de su
investigación.
Los trabajos revisados coinciden que las aguas sulfatadas son el producto del
contacto de los elementos sulfurosos expuestos en la explotación minera con el
intemperismo, siendo estas de alto poder contaminante y destructivo sobre
cualquier ecosistema que entre en contacto con ellas, Al mismo tiempo, no es
posible ningún tipo de erradicación siendo solo viable su mitigación.
El análisis de estas investigaciones sobre el campo de acción permitió obtener la
información necesaria sobre las características de las aguas residuales de minas
a cielo abierto de carbón y la determinación de los impactos que producen.
1.4. Características físico geográficas y geológicas del área de investigación
El yacimiento carbonifero del Guasare, se encuentra ubicado en el pie de monte
oriental de la Sierra de Perijá, en el Sinclinal de Manuelote, al noroeste del estado
Zulia, en el municipio Guajira. Con coordenadas geograficas N 1.215.000 –
1.225200 de latitud norte y E 795.000 – 800.000 de latitud oeste. ( Figura 2)
La cuenca tiene una extension aproximada de 50 km de largo, en direccion norte –
sur por 3 km de ancho. El poblado mas cercano a la Mina Paso Diablo es
15
�Carrasquero, el cual se encuentra a 53 Km, Y la mina se encuentra a unos 100 Km
de la ciudad de Maracaibo. (Figura 2)
Figura 2. Mapa de ubicación relativa de la Cuenca Carbonífera del Guasare. Fuente Angola (2005)
El acceso a la mina Paso Diablo se realiza mediante vias asfaltadas de Maracaibo
–Carrasquero,
Maracaibo–La
Mirella,
Maracaibo
-
Campamento
General
Wenceslao Briceño Mendez, que conducen hasta las instalaciones de la mina.
Aproximadamente a 3 kilometros del caserío La Mirella, se toma un desvio hacia la
derecha que conduce al Centro de Operaciones Mineras de Carbozulia. El acceso
hacia el campamento, se realiza por vías asfaltadas, transitables durante todo el
año y para todo tipo de vehículo. (Figura 3)
16
�Figura 3. Mapa con la configuración general de la Mina Paso Diablo. Fuente: Angola (2005)
De acuerdo con un análisis hipsométrico realizado en la mina Paso Diablo, se
llegó a la conclusión de que el sector “Baqueta”, en cuanto a su altitud se refiere,
viene a formar parte del relieve del piedemonte, perteneciente a la cuenca del río
Guasare, la cual constituye una zona de altitud moderada cuyas partes más bajas
se encuentran entre los 80 y 100 metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m) y las
17
�más elevadas alcanzan altitudes de unos 220 m.s.n.m. De una forma general, la
cuenca hidrográfica del Guasare presenta una pendiente media de 52%.
Esta área se caracteriza por presentar:
Topografía
•
Una zona plana y suavemente inclinada, cuyas pendientes no son mayores de
un 7%.
•
Una zona que viene a ser la parte más accidentada del área estudiada,
formada por algunas montañas adyacentes a los caños y cuyas pendientes
sobrepasan el 20%.
•
El sector donde se encuentra la mina, está constituido por colinas y valles con
elevaciones máximas de 200 m.s.n.m y cota media de 150 m.s.n.m.
Clima
Los datos básicos considerados como parámetros climatológicos son: la
precipitación, la temperatura, y la evaporación.
Precipitación
Según histogramas de precipitación de la estación climatológica El Carbón, la
distribución media mensual para seis años (periodo 1994 – 2000), es bimodal, las
máximas precipitaciones se producen entre los meses de abril a mayo y de
agosto a noviembre, las mínimas se registran entre los meses de diciembre a
marzo y de junio a julio, con un promedio anual de 1 004.2 mm.
Las precipitaciones anuales en la estación El Carbón son muy variables,
particularmente entre 1996 y el resto de los años. El año 1996 la precipitación
anual fue de 633.4 mm, en cambio en el resto de los años varía entre 990,5 mm
(1998) y 1 191.9 mm (1995).
En la estación Carichuano para el periodo de seis años (1994 – 2000), la
distribución mensual de las precipitaciones también es bimodal, muy similar a la
estación El Carbón con máximos entre los meses de abril a mayo y de agosto a
noviembre en cambio los mínimos se registran entre los meses de diciembre a
marzo y junio a julio. El promedio anual para este periodo es de 1 012.0 mm, el
cual tiene poca diferencia (998.3 mm) con relación al último periodo evaluado
1994 – 1998.
18
�19
�Temperatura
La temperatura mínima media varía entre 21.1 °C, con un promedio anual de 23.5
°C en la estación EL Carbón y entre 21.6 °C y 24.4 °C, con un 11 promedio anual
de 23.1 °C en la estación Carichuano. La Temperatura máxima media varía entre
31.5 °C y 35.2 °C con un promedio anual de 32.5 °C para la segunda. La
temperatura media anual varía entre 26.3 °C y 29.9 °C, con un promedio anual de
28.3 °C y entre 26.2 °C y 29.1 °C, con un promedio anual de 27.8 °C
respectivamente. La diferencia de la temperatura media con la relación a la
máxima y la mínima es cerca de ±5 °C.
Evaporación
Las distribuciones mensuales de la evaporación potencial para el periodo de
1994–2000 en las estaciones El Carbón y Carichuano son similares. Estas
distribuciones son bimodales, con máximos entre los meses de marzo a abril y de
junio a septiembre y los mínimos entre octubre y febrero y el mes de mayo. Los
promedios anuales para la primera estación es de 1 985.1 mm y de 1 958.5 mm
para la segunda. Estos valores son parecidos a los del periodo 1994 – 1998, el
último que fue evaluado. Los meses con evaporaciones más altas coinciden con
los meses de mayor temperatura.
Vegetación
La vegetación natural observada en la mina está constituida en su mayoría por
especies deciduas, de capas redondas a semiplanas, de moderada densidad y
con un dosel relativamente poco compacto. La vegetación de la zona está
caracterizada por especies de porte mediano, bajo o rastreros, dado el alto grado
de intervención a que fue sometida la misma en épocas pasadas, cuando fueron
extraídas grandes cantidades de material comercial para surtir el aserrío de la
zona. Los mayores vestigios se observan en la zona protectora de los cursos de
agua que le sirven de linderos a la referida área de terrenos.
En las áreas planas la vegetación puede diferenciarse en tres (3) estratos bien
definidos, pudiéndose distinguir las mismas de la siguiente manera: un estrato
superior o arbóreo representado por individuos aislados de algunas especies tales
como: Jabilla, Vera, Canalete, Curarire, Lara o Samán, Carreto, Penda,
Cacahuito, por especies herbarias y la regeneración natural de algunas especies
del estrato superior.
20
�Ahora bien, en las áreas adyacentes a los caños se puede apreciar tres estratos:
un estrato superior, el cual esta constituido por algunos individuos arbóreos, de
fuste recto, un sotobosque o piso intermedio, el cual presenta la característica de
ser despejado o ralo, con muy poca regeneración natural del bosque; y un estrato
inferior, conformado en su mayoría por especies rastreras, las cuales no son muy
exigentes en cuanto a la luz solar se refiere.
Hidrología
La expresión del relieve refleja en gran parte la composición y la orientación de la
estratificación de las rocas sedimentarias, así como las principales estructuras
geológicas; en este sentido, se observan colinas de distintos tamaños, con su
cuesta y contra cuesta de buzamiento, tal como aparece claramente definido al
norte y este del área estudiada, en la Fila del Norte paralela al caño planeta y a
las colinas bajas adyacentes a las vías, entre Caño Baqueta, Caño izquierdo y
Caño Derecho. Así mismo, se localizan alineamientos depresivos coincidentes
con trazas de fallas por donde drenan algunos caños, formando segmentos de
cauce recto y con cruces ortogonales. La mayor parte del área, aproximadamente
el 60%, posee drenaje de tipo dendrítico, como una consecuencia de la unidad
litológica; incluyendo tanto la roca quemada como la roca no afectada por la
calcinación.
Los caños son de curso intermitente, presentándose en los principales, Planeta,
Colorado y Baqueta, un notable flujo; en los dos primeros se observan depósitos
de travertino o tufas calcáreas, dispuestas escalonadamente, a lo largo de todo
cauce, las cuales permiten la formación de lagunas.
En general, el drenaje está correlacionado principalmente con la resistencia, la
permeabilidad y la erosión de los estratos de roca existentes, siendo éste de tipo
dendrítico, de moderada densidad y en su mayor parte tipo estacional.
Geología regional
Las formaciones geológicas Guasare, Marcelina y Misoa constituyen las
formaciones tipo de la región en donde se encuentra ubicada la mina Paso Diablo
y es el sinclinal de Manuelote en donde se ubican estas tres formaciones, que
forman parte de unidades perteneciente al Paleoceno, siendo la formación
Marcelina la que contiene los carbones que son económicamente explotables.
21
�Formación Guasare.
El término Formación Río Guasare fue introducido originalmente por Garner
(1926), para designar un conjunto de calizas, areniscas y lutitas que aflora en el
río Guasare, estado Zulia. De edad Paleoceno, esta es la formación antigua
presente en la Cuenca Carbonífera del Guasare.
-
Localidad tipo: Margen sur del río Guasare, a unos 4 km de El Carbón y 300
metros bajo la desembocadura del caño Colorado, en el límite norte del
municipio Páez, estado Zulia.
-
Descripción litológica: en los afloramientos de los ríos Guasare, Socuy y
Cachirí, la formación consiste en calizas pardo grisáceo a gris, generalmente
glauconíticas. Algunas capas son ricas en restos de Ostrea y Venezulia.
Intercaladas con las calizas, se presentan lutitas y limolitas grises a parduscas
y areniscas grises, calcáreas y glauconíticas.
-
Espesor: en la sección tipo, el espesor de la formación Guasare es de unos
120 m. En el río Cachirí es de 390 m, y en el río Socuy, de 370 m.
-
Extensión geográfica: los afloramientos de la Formación Guasare se presentan
a lo largo de los contrafuertes de la Sierra de Perijá, desde el río Guasare,
hasta el área sur del distrito Perijá. Aflora en la isla de Toas, y al lado oriental
del lago de Maracaibo, se la encuentra en las cabeceras del río Misoa,
extendiéndose por todo el subsuelo del lago.
-
Contactos: en la sierra de Perijá y la mayor parte de la plataforma de
Maracaibo, la Formación Guasare yace concordantemente sobre la Formación
Mito Juan. Al sureste del lago, yace sobre la Formación Colon. En el tope, el
contacto es transicional con la Formación Marcelina en Perijá y costa
occidental del lago. Hacia el este, al desaparecer Marcelina por erosión, el
contacto pasa a ser discordante con la Formación Misoa.
Formación Marcelina.
El nombre de la Formación Marcelina fue introducido y publicado originalmente
por Sutton (1946), para designar la unidad denominada por Garner (1926)
Paquete de Carbón de La Rosa. Tal como fue descrita por Sutton, la formación
equivale a la parte inferior de la Formación Paso Diablo tiene prioridad, ha sido
poco usado en la literatura geológica, habiéndose generalizado en cambio el de
Marcelina. Esta formación pertenece al Paleoceno.
22
�-
Localidad tipo: Tiene su sección tipo en el río Guasare, desde el topo de una
caliza maciza, 550 m aguas arriba de la desembocadura del caño Colorado,
hasta la base de una unidad de areniscas gruesas y masivas, a 50 m bajo la
boca del caño Santa rosa, también afluente del Guasare.
-
Descripción litológica: intercalación de areniscas, lutitas arenosas y capas de
carbón. En la base de la unidad, las areniscas son macizas, gruesas, de color
gris claro y localmente calcáreas. Más arriba se hacen delgadas, están
intercaladas con lutitas de color gris y presentan planos de estratificación con
mica y carbón. Las lutitas son de color gris oscuro a negro, con fractura
concoidal o de lápices. Tanto en las areniscas como en las lutitas, se
encuentran nódulos de areniscas y caliza arenosa de color gris azulado, de
forma alargada y midiendo de 1.2 a 2.4 m de largo por 0.6 a 1.2 m de
diámetro. El carbón es de tipo subbituminoso a bituminoso, y se presenta
principalmente hacia la base de la formación en capas de 2 hasta 10 m de
espesor.
-
Espesor: en la sección tipo, la formación Marcelina tiene alrededor de 610 m
de espesor. En el río Socuy, el espesor es de unos 550 m indica 265 m en el
subsuelo del campo Alturitas. Ruiz (op. cit) muestra un espesor de 550 m en
sondeos de la mina Paso Diablo, al sur de la localidad tipo.
-
Extensión geográfica: los afloramientos de la Formación Marcelina abarcan
una faja de unos 54 km de largo, por no más de 4 km de ancho, que va desde
unos 3 km al norte del río Guasare, hasta la confluencia del caño Colorado con
el río Palma, al sur.
-
Contactos: El contacto de la Formación Marcelina con la Formación Guasare
infrayacente, es concordante y transicional. Hacia el sur del macizo de El
Totumo, el contacto entre ambas formaciones se hace más difícil de
determinar, al ir desapareciendo los rasgos característicos de cada una.
Formación Misoa
Garner (1926) introdujo el nombre de la Formación Cerro Misoa, para designar
una unidad compuesta de areniscas y lutitas intercaladas, la cual aflora en el
cerro del mismo nombre. Esta formación pertenece al Eoceno.
23
�-
Localidad Tipo: tiene su sección tipo aflorando a lo largo del río Misoa, donde
éste corta a través del flanco occidental de la Serranía de Trujillo.
-
Descripción litológica: las características de los sedimentos e la formación
Misoa, dependen de su posición en la cuenca, del ambiente de sedimentación,
de la distancia entre ellos y de la fuente de los mismos. Hacia el nordeste hay
más lutitas y areniscas de grano fino, mientras que hacia el sur y sureste, el
porcentaje de arena aumenta al 80 y 90% cantidades, en toda la sección y
hacia el este, en la sierra, algunas capas de caliza en la parte- inferior. En el
área del lago se encuentran capas delgadas de caliza, en la parte inferior.
-
Extensión geográfica: la formación Misoa se reconoce en el subsuelo del lago
de Maracaibo y al oeste del mismo, desde el campo Mara a Alturitas, al
suroeste se extiende hacia el campo de Tarra, donde se relaciona lateralmente
con la formación Mirador. En la superficie se presenta en una extensa faja,
alrededor del este del lago, hasta el macizo Avispa, en Mérida Septentrional.
-
Contactos: En su tope, la formación Misoa está en contacto concordante con
la Formación Paují; el contacto puede ser abrupto o transicional. Hacia el este,
se presentas a veces un intervalo glauconítico (formación o Miembro Caús) en
el límite formacional. En la región, la base de la formación Misoa, en términos
generales, se define como un cambio, en sentido descendente, a las lutitas de
la Formación Trujillo; el contacto no se ha delimitado en detalle, debido a la
frecuente presencia de areniscas de gran espesor en la Formación Trujillo. En
el subsuelo del lago de Maracaibo, la unidad suprayace discordantemente a
las formaciones Guasare o Marcelina.
Geología local
La formación Marcelina está conformada entre 25 y 30 mantos, entre los cuales
se distinguen nueve grupos. El Pit o fosa Baqueta, explotado actualmente,
contiene 17 mantos de carbón, del 4Ø al 8I, ambos inclusive, cuyos espesores
suman aproximadamente 35 metros y están contenidos en una columna
estratigráfica de aproximadamente 200 metros. Los carbones del grupo 9 y
superiores afloran al este de un corredor de falla, fuera del bloque a ser
explotado. (Figura 4)
24
�Figura 4. Columna estratigráfica tipo de la mina Paso Diablo. Fuente Angola (2005)
La información geológica recopilada para el área de Baqueta, proviene de las
observaciones de campo en afloramientos, en plataformas, vías y caños, y por
perforaciones realizadas. La orientación de las capas de carbón es de N10ºE con
buzamiento entre 10 y 18º al este. El bloque explotado está delimitado por: Límite
sur: falla normal de Baqueta, de rumbo este–oeste y buzamiento alto al sur
(Quebrada Baqueta). Límite este: definido por el corredor falla; éste es un sistema
formado por dos fallas inversas que atraviesan el depósito de norte a sur. Límite
oeste: determinado por la línea de afloramiento del manto 4Ø y/o la relación
estéril / mena del manto en cuestión 5,5:1. Límite norte: definido por los criterios
de minería y la continuidad de los mantos.
25
�En Paso Diablo existe un sistema de fallas subparalelas de rumbo N 45° O,
espaciadas entre 60 y 160 m; en el área de Baqueta el espaciamiento parece
mayor,
debido no tanto a una simplificación de la tectónica, sino a la poca
información que se tiene del área.
Geología estructural
Toda el área del pit, se ve limitada por el Este por un sistema de fallas inversas
“Corredor de Falla”, de rumbo predomínate N–S y de buzamiento 68°W, la falla
principal se la denomina COR4 con salto de hasta 50 metros.
Específicamente en Baqueta, existen fallas normales e inversas con rumbos N–S
y N45W y de buzamiento de 45°E y W, siendo algunas verticales. Estas fallas,
reciben denominaciones como: A, D, J, B y O.
En cuanto al área de transición, existen numerosas fallas inversas de rumbos NE,
NW y EW, con buzamientos altos de 75° a 85° mayormente hacia el Sur, con
saltos desde 2 metros a 52 metros, con denominaciones: PCH1, PCH2, PCH3,
PCH4, PCH5, a excepción de la Falla PORKCHOP, la cual además de ser una
falla inversa es cabalgante, de buzamientos bajos de 28°, saltos pequeños de 2 –
14 metros, localmente de 25 metros. Esta falla tiene la particularidad de que su
plano de falla, asemeja a una “cuchara”, es decir, su superficie de falla forma un
sinclinal cuyo eje axial tiene dirección N35°W con un plunge de 14° – 25 ° al SE.
(Figura 5)
Figura 5. Corte con sección tipo de la Mina Paso del Diablo. Fuente Angola (2005)
26
�CAPÍTULO II MARCO METODOLOGICO
2.1 Tipo de Investigación
Esta investigación se centra en un estudio de tipo descriptiva, exploratoria de
campo, que difiere de los demás estudios en términos del propósito, objetivos y
métodos de recolección de datos a utilizar. Los estudios de tipo descriptivos
consisten fundamentalmente en la descripción de un fenómeno o situación
mediante su análisis bajo circunstancias temporo espaciales determinadas,
analizándose las características de la realidad o escenario que se estudia. Los
estudios descriptivos buscan especificar las propiedades importantes de
personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno que sea sometido a
análisis.
También se puede decir que el trabajo de campo implica la relación directa del
investigador con las fuentes de información no documentales. Ander - Egg (1977)
identifica dos tipos de contacto que caracterizan la investigación de campo: 1)
global, que implica una aproximación integral al fenómeno a estudiar,
identificando las características naturales, económicas, residenciales y humanas
del objeto de estudio; y, 2) individual, que implica la aproximación y
relacionamiento con las características del mismo.
La investigación que se presenta es un diseño no experimental, ya que no se
realiza manipulación alguna sobre la variable objeto de estudio. Es decir, en esta
investigación bajo ningún medio se hará variar intencionalmente la variable, se
procederá a observar un fenómeno tal y como se da en su contexto natural, para
después analizarlo. Para los efectos de esta investigación, por la consecución de
los datos e información relativos a la variable, se considera además, como una
investigación de campo, consistente en determinar directamente sobre el terreno
los hechos que evidencian la situación indagada.
2.2 Etapas metodológicas de la investigación
El presente estudio se desarrollara a través de las siguientes etapas
metodológicas:
2.2.1 Identificación de impacto ambiental.
La Gestión de Recursos Naturales Consultoría Ambiental (2010) cometa que se
entiende por impacto ambiental el efecto que produce una determinada acción
27
�humana sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos, de igual manera
comenta que la actividad minera, como la mayor parte de las actividades que el
hombre realiza, altera el medio natural.
Partiendo de la bibliografía consultada y la observación directa, se determinarán
las alteraciones más significativas ocasionadas por la minería del carbón a cielo
abierto en función de los factores susceptibles de recibir impactos. Se
considerarán factores físico/químico (clima, agua, aire, suelo, ruido), biológicos
(fauna,
flora,
ecosistemas)
y
humanos
(población,
cultura,
aspectos
socioeconómicos, valores patrimoniales-históricos y calidad del paisaje).
2.2.2 Determinación de los análisis básicos, gravimétrico, volumétrico y
colorimétricos a los cuerpos de agua sulfatadas
La Escuela Superior Politécnica del Litoral (2012) indica que la manera de
ocurrencia de los sulfatos en los cuerpos de agua pueden ser que estas
atraviesen terrenos ricos en yesos o a la contaminación con aguas residuales
industriales, de igual manera subraya que las actividades mineras, en la mayoría
de los casos, son las mayores aportadoras de sulfatos con concentraciones
excesivas de estas sales que son dañinas tanto para las personas, animales,
como para el ecosistema.
Para determinar la existencia del ion sulfato existen varios métodos que pueden
ser aplicado en todo tipo de aguas, industriales o naturales, conocidos como los
test rápidos de sulfatos, siendo estos, el método gravimétrico, nefelométrico
(mediante turbidímetro nefelométrico) y gravimétrico que tienen como finalidad
conocer si las concentraciones de este elemento están en los valores idóneos.
Las principales características de los métodos se presentan en la Tabla 2.1
En el caso de Carbones del Guasare la institución seleccionada para el análisis
de sus aguas, es el Instituto para el Control y la Conservación de la Cuenca del
Lago de Maracaibo, al cual se le hará referencia desde ahora por sus siglas
ICLAM, donde se llevan a cabo todas las acciones de captación, preservación y
análisis de las muestras, mediante los procedimientos descritos en el manual
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, publicado por la
American Public Health Asociation, American Water Works Asociation and Water
Pollution Control Federation.
28
�Tabla 2.1. Métodos empleados para la detección del ión sulfato en los cuerpos de
agua. Fuente APHA-AWWA-WEF (2005)
Método
Gravimétrico
Descripción
Mediante precipitación con cloruro Muy preciso y aplicable a
de bario
concentraciones superiores
a 10 mg/l.
Menos preciso que el gravimétrico
para concentraciones inferiores a
Nefelométrico 10
mg/l.
Se
recomienda,
(mediante
preferentemente,
para
la
turbidímetro determinación de sulfatos en aguas
nefelométrico) con contenidos superiores a 60 mg/l
y siempre que se disponga de
turbidímetro.
Volumétrico
Características
Aplicable para la determinación de
sulfatos en concentración inferior a
100 mg/l.
No es recomendable para
aguas con color, materias
en suspensión o elevado
contenido en materias
orgánicas.
El contenido en sulfatos se
determina por valoración
con sal sódica del EDTA,
del cloruro de bario que no
se utilizó en la precipitación
de los sulfatos.
Es necesario resaltar que en Venezuela estos procedimientos son utilizados por
los laboratorios especializados en el área, para establecer si el parámetro sulfato
está dentro de los límites máximos permisibles, establecidos en el Decreto No 883
de fecha 11/10/95, publicado en Gaceta Oficial de la República de Venezuela
No.5021, referido a las “Normas para la Clasificación y el Control de la Calidad de
los Cuerpos de Agua y Vertidos ó Efluentes Líquidos”.
En estas normas se establece que la determinación del sulfato debe realizarse
mediante la turbiedad, que junto con el estudio del color, olor, oxigeno disuelto,
temperatura, conductividad, salinidad, potencial de hidrogeno, constituyen lo
establecido como análisis básicos del cuerpo de agua. El método del electrodo
selectivo se emplea para su determinación en el laboratorio del ICLAM de los
parámetros de las aguas originadas del yacimiento carbonífero de la Mina Paso
del Diablo Municipio Guajira, Estado Zulia empleando para su determinación el
(Tabla 2.2)
La turbiedad de las aguas se debe a la presencia de material suspendido y
coloidal, como arcilla, limo, materia orgánica e inorgánica finamente dividida,
plancton y otros organismos microscópicos. Este parámetro es una expresión de
29
�la propiedad óptica que hace que los rayos luminosos se dispersen y se
absorban, en lugar de que se transmitan sin alteración a través de una muestra.
Tabla 2.2 Parámetros determinados en análisis básicos de cuerpos de agua.
Fuente: APHA-AWWA-WEF (2005)
Parámetros
Método
Descripción
Electrodo
Selectivo
Sensor que convierte la actividad de
un ión específico disuelto en una
solución en un potencial eléctrico, el
cual se puede medir con un voltímetro
o pH-metro
Comparación
Visual
Determinar el color de la muestra de
agua
PH
Temperatura
Salinidad
Conductividad
Oxigeno Disuelto
Conductividad
Color
No debe relacionarse la turbiedad con la concentración en peso de los sólidos en
suspensión, pues el tamaño, la forma y el índice de refracción de las partículas,
son factores que también afectan la dispersión de la luz.
El método nefelométrico se basa en la comparación de la intensidad de la luz
dispersada por la muestra en condiciones definidas, con la intensidad de la luz
dispersada por una solución patrón de referencia en idénticas condiciones.
Cuanto mayor es la intensidad de la luz dispersada, más intensa es la turbiedad.
El equipo empleado es un turbidímetro (nefelómetro), el cual ofrece la lectura
directa de turbiedad en unidades nefelométricas de turbiedad (UNT). APHA,
AWWA, WEF (2005)
La Guía Ambiental para el Manejo de las Aguas Sulfatadas de Minas (2009) del
Ministerio de Energía y Minas del Perú recoge que las aguas contaminadas con
sulfato no solo se caracterizan por presentar valores de pH por debajo de 7 hasta
1.5 y por concentraciones elevadas de sulfato, a su vez estas presentan
concentraciones elevadas de metales (disueltos o totales), presencia de nuclidos
radioactivos y concentraciones elevadas de sólidos disueltos totales, y estos
parámetros deberían ser determinados, pero no son limitantes.
El ICLAM determina los parámetros antes mencionados a las aguas originadas en
la Mina Paso del Diablo y emplean las normas establecidas en el manual
30
�“Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater como análisis
volumétricos, gravimétricos y colorimétricos respectivamente.
Mortimer (2009) explica que el análisis volumétrico se utiliza extensamente para
la determinación precisa de cantidades de analito del orden de las milimoles.
Los análisis gravimétricos consisten en determinar la cantidad proporcionada de
un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las
sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado
en un compuesto de composición definida, que sea susceptible de pesarse.
(Tabla 2.3)
Tabla 2.3 Parámetros determinados en análisis gravimétricos de cuerpos de agua.
Fuente: APHA-AWWA-WEF (2005)
Tipo de
análisis
Parámetros
Sólidos totales
(ST)
Sólidos
suspendidos
totales
Fundamento
Permite estimar los contenidos de materias
disueltas y suspendidas presentes en un
agua, pero el resultado está condicionado por
la temperatura y la duración de la
desecación.
Se basa en el incremento de peso que
experimenta un filtro de fibra de vidrio
(previamente tarado) tras la filtración al vacío,
de una muestra que posteriormente es
secada a peso constante a 103-105oC. El
aumento de peso del filtro representa los
sólidos totales en suspensión.
(SST)
La diferencia entre los sólidos totales y los
disueltos totales, puede emplearse como
estimación de los sólidos suspendidos totales
Sólidos disueltos
totales (SDT)
Sustancias que permanecen después de
filtrar y evaporar a sequedad una muestra
bajo condiciones específicas
Gravimétrico
Aceite y Grasas
Hidrocarburos
El aceite o grasa disuelta o emulsionada es
extraída del agua por intimo contacto con el
trilorotrifluoretano
Presencia de elementos derivados de los
hidrocarburos en los cuerpos de agua
El análisis colorimétrico es un método para comparar una muestra problema a
escala, y se emplea con mucha regularidad en química analítica. Para preparar la
31
�escala de comparación, se requiere de una disolución de concentración conocida
a la que se le adiciona el reactivo de coloración. (Tabla 2.4)
Tabla 2.4 Parámetros determinados en análisis volumétricos de cuerpos de agua.
Fuente: APHA-AWWA-WEF (2005)
Parámetro
Fundamento
Dureza
Suma de las concentraciones de
iones calcio y magnesio expresado
como carbonato de calcio en mg/L.
Tipo de análisis
Demanda Química de Cantidad
de
oxígeno
que
Oxigeno (DQO)
químicamente demanda el agua.
Volumétrico
Cantidad de oxigeno que la biología
presente en el agua echa en falta.
Demanda Bioquímica
Se emplea el método del electrodo
de Oxígeno (DBO)
selectivo para su obtención
El análisis colorimétrico, se aplica para la detección de metales en los cuerpos
acuosos, donde se agrupan los compuestos constituidos por los diferentes
elementos metálicos, por lo cual las características de los mismos dependen,
entre otros factores, del metal que esté incorporado. Cabe resaltar que el ICLAM
emplea el Método de Plasma Inductivamente Acoplado (ICP en ingles) en metales
(disueltos o totales) y núcleos radiactivos, que se basa en la vaporización,
disociación, ionización y excitación de los diferentes elementos químicos de una
muestra en el interior de un plasma (Bernal, 2009)
Luego de obtenido los resultados, se comparan con los límites permisibles
establecidos por el Decreto No 883 que establecen los criterios para la
clasificación de las aguas, así como los niveles de calidad exigibles de acuerdo a
los usos a que se destinen: aguas destinadas al uso doméstico y al uso industrial
que requiera agua potable (Tipo 1); aguas destinadas al uso agropecuario (Tipo
2); aguas marinas o de medios costeros destinadas a la cría y explotación de
moluscos consumidos en crudo (Tipo 3); aguas destinadas a balnearios, deportes
acuáticos, pesca deportiva, comercial y de subsistencia (Tipo 4); Aguas
destinadas para usos industriales que no requieren agua potable (Tipo 5); Aguas
destinadas a la navegación y generación de energía (Tipo 6); y Aguas destinadas
32
�al transporte, dispersión y desdoblamiento de poluentes sin que se produzca
interferencia con el medio ambiente adyacente (Tipo 7).
De igual manera la caracterización de estos afluentes se realiza a petición del
Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales (MARN) al menos una vez cada
tres (3) meses para, en caso de ser valores anómalos establecer, las variables
para formular los planes maestros de control y manejo de la calidad de las aguas
específicas para cada cuenca hidrográfica.
2.3.3 Etapas de análisis y de selección del método más eficiente para la
remoción del sulfato en aguas sulfatadas
El impacto medioambiental de las aguas sulfatadas puede controlarse a través de
diversos métodos que se clasifican en tres categorías: Métodos Primarios o
Preventivos, Secundarios o de contención y Terciarios o de remediación, en los
que las distintas opciones de control, se aplican dependiendo de la etapa de
desarrollo de las aguas sulfatadas. (Sernageomin, 2002) (Figura 5)
Figura 5. Opciones de control aplicadas dependiendo de la etapa de desarrollo de las aguas
sulfatadas. Fuente: Sernageomin (2002)
Cabe destacar que estos métodos presentan subdivisiones que se detallan en el
Anexo 1, ordenados en función a la etapa de desarrollo de las aguas sulfatadas.
Respecto a la selección de métodos más eficiente para la remoción de sulfatos,
Guevara (2012) se basa en criterios de remoción de parámetros tales, como
sólidos suspendidos, DBO, DQO, nitrógeno, fósforo, patógenos y metales
pesados. De igual manera, el Ministerio de Energía y Petróleo, ente rector de la
empresa Carbozulia, ha establecido como condicionante para la selección del
método que los criterios deben basarse en aspectos económicos, ambientales, y
socioculturales.
33
�CAPÍTULO III – ANALISIS Y DISCUSION DE LOS RESULTADOS
En este capítulo se presentan los resultados de los análisis básicos, volumétricos,
gravimétricos y colorimétricos de las aguas sulfatadas de la Laguna Baqueta
Norte de la Mina Paso Diablo, Municipio Guajira, Estado Zulia y su posterior
comparación con los estándares expuestos en las normativas venezolanas
correspondientes.
3.1 Identificar los impactos ambientales del sulfato en el agua
Las consecuencias adversas de concentraciones excesivas de sulfatos en el agua
son dañinas tanto para las personas, animales como para el ecosistema ya que el
consumo de este elemento en altas dosis puede actuar como laxante y provocar
una diarrea o deshidratacion.
Las aguas sulfatadas provenientes de la minería constituyen la mayor amenaza
para los cursos de agua y los ecosistemas y pueden presentar efectos
contaminantes muy serios sobre las aguas superficiales y subterráneas.
El drenaje proveniente de las aguas servidas del proceso de extracción del carbón
mineral producen degradación física, química y biológica sobre el hábitat y la vida
acuática existente en los cuerpos de agua cercanos a la mina. Estos efectos se
muestran en la tabla 3.1
Tabla 3.1 Principales impactos ambientales del sulfato en el agua
Aspecto
Relación
Físico/Químico
Procesos químicos que hacen que el azufre contenido en el carbón
mineral contamine el aire, agua y la tierra
Biológicos
Alteración de la cuenca de los ríos Guasare, Socuy, Palmar y Cachirí
Humanos
Pauperización de indígenas barí, yukpa y wayuú
3.2 Comparación de los resultados de los análisis básicos, volumétrico,
gravimétrico y colorimétrico de las aguas sulfatadas con los límites
máximos permisibles establecidos en la Gaceta Oficial N° 5.021
Para la realizacion de este estudio primero se situaron los puntos de muestreo en
el area objeto de estudio localizada en la Mina Paso Diablo, los que fueron
34
�ubicados e identificados en común acuerdo con los representantes de la empresa
Carbones del Guasare, S.A., y personal técnico del ICLAM. Estos puntos se
denominaron Baqueta Norte-1, Baqueta Norte-2 y Baqueta Norte –3, y se tomaron
muestras en sus tres orientaciones y mediciones en sus tres niveles (superficie,
medio y fondo) y sedimento. (Figura 7)
Figura 7. Ubicación de los puntos de muestreo. Fuente: ICLAM, Carbones del Guasare (2015)
A las muestras de agua proveniente de Baqueta Norte, se le determinaron
parámetros, tanto en sitio, como en laboratorio, según las especificaciones de los
exámenes fisicoquímicos realizado por el ICLAM a la empresa Carbones del
Guasare, S.A, (Tabla 3.2)
Tabla 3.2 Parámetros determinados en sitio a las aguas de la Laguna Baqueta
Norte Fuente ICLAM (2015)
PARAMETROS
METODO SELECTIVO
NORMA ASOCIADA
PH (unidades de pH)
Electrodo Selectivo
SMWW 4500-OG
Temperatura (°C)
Electrodo Selectivo
SMWW 2550-B
Oxígeno Disuelto (mg/L)
Electrodo Selectivo
SMWW 4500-NO2-B
Salinidad (‰)
Electrodo Selectivo
SMWW 2550-B
Conductividad (μmhos/cm)
Electrodo Selectivo
SMWW 2550-B
35
�Tabla 3.3 Parámetros Determinados en laboratorio a las aguas de Laguna
Baqueta Norte. Fuente ICLAM (2015)
PARÁMETROS
MÉTODOS
NORMA ASOCIADA
Color Real (Uc-Pt-Co) (BN)
Comparación Visual
SMWW 2120-B
Sólidos Suspendidos Totales
(mg/L)
Gravimétrico
SMWW 2540-D
Sólidos Disueltos Totales (mg/L)
Gravimétrico
SMWW 2540C
Sólidos Totales (mg/L)
Cálculos
No aplica
Turbidez (NTU)
Turbidimetrico
SMWW 2130-B
Dureza (mg/L)
Volumétrico
SMWW 2340- C
DBO (mg/L)
Electrodo Selectivo
SMWW 5210 – B
DQO (mg/L)
Volumétrico
SMWW 5220-B
Aceites y Grasas (mg/L)
Gravimétrico
SMWW 5220-B
Hidrocarburos (mg/L)
Gravimétrico
SMWW 5220-B
Sulfuros (mg/L)
Volumétrico
SMWW 4500-S².F
Fósforo total (mg/L)
Colorimétrico
SMWW 4500-P,B,E.
Sulfatos (mg/L)
Turbidimetrico
SMWW 4500-SO₄².E
Nitrógeno Total (mg/L)
Cálculos
No aplica
Nitratos (mg/L)
Colorimétrico
SMWW 4500-NO₃- E
Nitrito (mg/L)
Colorimétrico
SMWW 4500-NO₂- B
36
�Tabla 3.4 Parámetros de elementos metálicos y no metálicos determinados en
laboratorio a la Laguna Baqueta Norte. Fuente ICLAM (2015)
PARÁMETROS
MÉTODOS
NORMA ASOCIADA
Aluminio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Vanadio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Cinc (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Níquel (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Cobre (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Plomo (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Arsénico(mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Cadmio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Sílice (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Boro (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Cromo (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Calcio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Potasio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Manganeso(mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Magnesio (mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
Hierro(mg/L)
Plasma Inductivamente Acoplado
( ICP)
SMWW 3120 – B
37
�Luego de analizadas y obtener el resultado de las muestras de los cuerpos de
agua, tanto en sitio como en el laboratorio, estos fueron comparadas con los
límites máximos permisibles establecidos en el Decreto 883, donde después de 7
días hábiles los resultados se enviaron a Carbones del Guasare S. A
A continuacion se presentan los resultados de los análisis básicos de agua
proveniente de la Baqueta Norte 1, 2 y 3 (Tablas 3.5-3.7)
Tabla 3.5. Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las aguas
sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo establecido en el
Decreto 883 Fuente ICLAM (2015)
Superficie
(0m)
Medio
(20 m)
Fondo
(40m)
LÍMITE PERMISIBLE
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
Color Real (Uc-Pt-Co)
10
10
10
500
pH (unidades de pH)
8,37
8,30
8,41
6-9
Temperatura (°C)
30,87
30,81
30,72
30+/-2
Turbidez (NTU)
2,27
2,31
2,37
*
Parámetros
BN-1
Tabla 3.6. Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las aguas
sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo establecido en el
Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Parámetros
BN-2
Turbidez (NTU)
pH (unidades de pH)
Temperatura (°C)
Oxígeno Disuelto
(mg/L)
Salinidad (‰)
Conductividad
(μmhos/cm)
Superficie
(0m)
Medio
(20 m)
Fondo
(40m)
LÍMITE PERMISIBLE
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
2,75
2,15
2,10
*
8,45
8,47
8,46
6-9
30,6
30,62
30,62
30+/-3
1,36
1,33
1,30
*
3,27
3,26
3,26
*
6711
6713
6711
*
38
�Tabla 3. 7 . Comparación de los datos obtenidos del análisis básico de las aguas
sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo establecido en el
Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Parámetros
Superficie
Medio
Fondo
LÍMITE PERMISIBLE
(0m)
(20 m)
(40m)
DECRETO 883 Capítulo III.
BN-3
Sección III. Artículo 10
Turbidez (NTU)
2,45
2,46
2,49
*
pH (unidades de pH)
8,45
8,47
8,46
6-9
Temperatura (°C)
30,6
30,62
30,62
30+/-3
Oxígeno Disuelto
1,36
1,33
1,30
*
Salinidad (‰)
3,27
3,26
3,26
*
Conductividad
6711
6713
6711
*
15
10
15
500
(mg/L)
(μmhos/cm)
Color Real (Uc-Pt-Co)
A continuación se presentan lo obtenido con los análisis volumétricos en la
Laguna Baqueta Norte 1, 2 y 3 (Tablas 3.8-3.10)
Tabla 3.8. Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Parámetros
Superficie
Medio
Fondo
LÍMITE PERMISIBLE
BN-1
(0m)
(20 m)
(40m)
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
Dureza (mg/L)
5696
3702
3822
*
DBO (mg/L)
<2,0
<2,60
<2,60
60
DQO (mg/L)
5,88
5,88
6,86
350
39
�Tabla 3.9 Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Parámetros
Superficie
Medio
Fondo
LÍMITE PERMISIBLE DECRETO
BN-2
(0m)
(20 m)
(40m)
883 Capítulo III. Sección III.
Artículo 10
Dureza (mg/L)
3361,84
3742,32
3742,32
*
DBO (mg/L)
<2,0
<2,60
<2,60
60
DQO (mg/L)
4,90
5,88
5,88
350
Tabla 3.10 Comparación de los datos obtenidos del análisis volumétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Superficie
Medio
Fondo
(0m)
(20 m)
(40m)
Dureza (mg/L)
3983,76
4064,24
3863,04
*
DBO (mg/L)
<2
<2
<2
60
DQO (mg/L)
5,39
5,88
6,84
350
Parámetros
BN-3
LÍMITE PERMISIBLE DECRETO
883 Capítulo III. Sección III.
Artículo 10
Posteriormente se presentan los resultados arrojados de los análisis gravimétricos
correspondientes a la Laguna Baqueta Norte 1, 2 y 3 en las tablas del 3.11-3.13
Tabla 3.11 Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
40
�LÍMITE PERMISIBLE
Parámetros
Superficie
Medio
Fondo
BN-1
(0m)
(20 m)
(40m)
Sólidos Suspendidos
4,00
<1,00
<1,00
7712
7676
7736
Sólidos Totales (mg/L)
7716
7676
7736
Aceite y Grasas(mg/L)
3.0
1.0
2.1
20
Hidrocarburos(mg/L)
1.5
0.9
1.6
20
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
80
Totales (mg/L)
Sólidos Disueltos
Totales (mg/L)
*
*
Tabla 3.12 Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Parámetros
BN-2
Superficie
Medio
Fondo
LÍMITE PERMISIBLE
(0m)
(20 m)
(40m)
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
Sólidos Suspendidos
4,00
<1,00
<1,00
80
7724
7676
7640
*
Sólidos Totales (mg/L)
7724
7676
7640
*
Aceite y Grasas(mg/L)
2.0
5.3
1.1
20
Hidrocarburos(mg/L)
1.1
1.8
1.0
20
Totales (mg/L)
Sólidos Disueltos
Totales (mg/L)
Tabla 3.13. Comparación de los datos obtenidos del análisis gravimétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
41
�BN-3
Superficie
(0m)
Medio
(20 m)
Fondo
(40m)
LÍMITE PERMISIBLE
DECRETO 883 Capítulo
III.
Sección III. Artículo 10
Sólidos Suspendidos
4
<1,00
<1,00
80
7932
7374
73744
*
Sólidos Totales (mg/L)
7932
7374
73744
*
Aceite y Grasas(mg/L)
4.1
2.5
2.9
20
Hidrocarburos(mg/L)
2.1
1.6
1.5
20
Parámetros
Totales (mg/L)
Sólidos Disueltos
Totales (mg/L)
Finalmente se presentan en la tabla 3.14 los resultados obtenidos de los análisis
colorimétrico de las aguas sulfatadas correspondientes a la Laguna Baqueta
Norte 1, 2 y 3
Tabla 3.14 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétricos de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 1 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
Superficie
(0m)
Medio
(20 m)
Fondo
(40m)
Aluminio (mg/L)
0,21
0,22
0,21
LÍMITE PERMISIBLE
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
5,0
Cadmio(mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
0.2
Cromo(mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
2.0
Vanadio (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
*
Cinc (mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
5,0
Níquel (mg/L)
<0,005
<0,005
<0,005
*
Plomo (mg/L)
0,015
0,015
0,015
0,5
Cobre (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
1,0
Arsénico(mg/L)
<0,05
<0,05
<0,05
0,5
Nitratos (mg/L)
1,24
1,58
1,49
*
Nitrito (mg/L)
0,013
0,014
0,013
*
Parámetros
BN-1
42
�Sílice (mg/L)
7,73
9,48
8,69
*
Cromo (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
2,0
Calcio (mg/L)
287,98
293,06
292,09
*
Potasio (mg/L)
69,73
74,96
72,62
*
Manganeso(mg/L)
1,65
1,77
2
2,0
Magnesio (mg/L)
741,92
749,07
744,78
*
Hierro(mg/L)
0,034
0,037
0,022
10
Sulfuros (mg/L)
<1,0
<1,0
<1,0
0,5
Fósforo total (mg/L)
0,32
0,20
0,17
10
Sulfatos (mg/L)
6439,08
5812,83
5712,10
1000
Nitrógeno Total
1,94
2,28
2,19
40
(mg/L)
Tabla 3.15 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 2 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
LÍMITE PERMISIBLE
Superficie
Medio
Fondo
(0m)
(20 m)
(40m)
Sulfuros (mg/L)
<1,0
<1,0
<1,0
0.5
Fósforo total (mg/L)
0,32
0,18
0,19
10
Sulfatos (mg/L)
5824,01
5387,87
5600,35
1000
Nitrógeno Total
2,23
2,27
2,19
40
Nitratos (mg/L)
1,52
1,55
1,49
*
Nitrito (mg/L)
0,02
0,03
0,010
*
Aluminio (mg/L)
0,26
0,22
0,22
5,0
Parámetros BN-2
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
(mg/L)
43
�Vanadio (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
*
Cinc (mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
5,0
Níquel (mg/L)
<0,005
<0,005
<0,005
*
Plomo (mg/L)
0,015
0,015
0,015
0,5
Cobre (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
1,0
Arsénico(mg/L)
<0,05
<0,05
<0,05
0,5
Cadmio (mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
0,2
Sílice (mg/L)
8,49
9,44
7,93
*
Cromo (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
2,0
Calcio (mg/L)
275,55
285,90
295,88
*
Potasio (mg/L)
84,02
76,81
81,82
*
Manganeso(mg/L)
1,70
1,84
1,82
2,0
Magnesio (mg/L)
707,89
721,74
747,31
*
Hierro(mg/L)
0,011
0,005
0,016
10
Tabla 3.16 Comparación de los datos obtenidos del análisis colorimétrico de las
aguas sulfatadas provenientes de la Laguna Baqueta Norte 3 con lo establecido
en el Decreto 883. Fuente ICLAM (2015)
44
�LÍMITE PERMISIBLE
Parámetros
Superficie
Medio
Fondo
BN-3
(0m)
(20 m)
(40m)
DECRETO 883 Capítulo III.
Sección III. Artículo 10
Sulfuros (mg/L)
<1,0
<1,0
<1,0
0.5
Fósforo total (mg/L)
0,32
0,32
0,32
10
Sulfatos (mg/L)
5790
5792
5309
1000
Nitrógeno Total (mg/L)
2,07
2,13
1.49
40
Nitratos (mg/L)
1,31
1,93
1,36
*
Nitrito (mg/L)
0,070
0,030
0,016
*
Aluminio (mg/L)
0,21
0,22
0,22
5,0
Vanadio (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
*
Cinc (mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
5,0
Níquel (mg/L)
<0,005
<0,005
<0,005
*
Plomo (mg/L)
0,015
0,015
0,015
0,5
Cobre (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
1,0
Plomo (mg/L)
0,015
0,015
0,015
Arsénico(mg/L)
<0,05
<0,05
<0,05
0,5
Cadmio (mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
0,2
Sílice (mg/L)
6,65
7,92
8,33
*
Cromo (mg/L)
<0,001
<0,001
<0,001
2,0
Calcio (mg/L)
268,56
290,74
273,11
*
Potasio (mg/L)
57,39
62,29
70,88
*
Manganeso(mg/L)
2,62
2
1,64
2,0
Magnesio (mg/L)
2,62
2,01
1.64
*
Hierro(mg/L)
<0,002
<0,002
<0,002
10
3.3 Análisis de los métodos de remoción de sulfatos más eficiente en
función de las características físico-químicas de las aguas sulfatadas
45
�Luego de establecer la relación de todos los valores obtenidos en los análisis
anteriores, se procede a la selección del tratamiento más eficiente basado en la
premisa de la remoción, en su totalidad, del anión sulfato de los cuerpos de agua
antes mencionados.
Las tecnicas más usuales para la remocion de los sulfatos en minas de carbón a
cielo abierto, se localizan en los métodos terciarios o de remediacion, que tienen
como objetivo recolectar y tratar el drenaje contaminado. Estos métodos terciarios
se dividen en tratamientos activos y pasivos.
Johnson y Hallberg (2005), destacan que la selección de las técnicas está
condicionada por factores importantes como son los aspectos económicos y
medioambientales, y que en el análisis deben conciderarse las ventajas y
desventajas de los mismos. (Tabla 3.17)
Tabla 3.17 Ventajas y desventajas de los métodos de tratamiento activo
empleados en minería de superficie. Fuente: Campos (2015)
Método
de tratamiento
Tipos
Ventajas
Neutralización
química
Método más común, ya que
es de operación simple, de
bajo costo y puede operar
en forma continua y de los
tres principales tipos de
tratamiento
activo
automática
Activo
Disposición
y tratamiento
de lodos
Generalmente da como
resultado la producción
de un lodo de baja
densidad
(2-5 % p/p sólidos)
Desventajas
Genera gran cantidad
de precipitados y se
tiene dificultades para
separar los iones
complejos.
Tratamiento químico es
la descarga del lodo de
tratamiento
el
cual
contiene
la
acidez
extraída y metales en
los
precipitados
de
óxidos e hidróxidos
metálicos y yeso.
Mantener la estabilidad
química del lodo con el
fin
de
evitar
la
redisolución de los
contaminantes
metálicos.
46
�Recuperación
de Metales.
Recuperación del metal a
través de la extracción por
solventes y la electroobtención u otras
tecnologías de extracción
puede ser una alternativa
económicamente viable.
Generación de un
residuo (refino), que
puede ser más ácido
que el drenaje ácido
convencional,
conteniendo
esencialmente los
mismos componentes
menos el metal
destinado a la
recuperación, lo que no
constituye una solución
final al problema
ambiental.
Tabla 3.18 Compilación de las ventajas y desventajas de los métodos de
tratamiento pasivo abiótico empleados en minería de superficie. Fuente: Campos
(2015)
Método
Pasivo
Abiótico
Tipos
Ventajas
Drenaje anóxico El agua ácida que fluye a
de
caliza través del canal construido
(ALD, en Ingles) de grava de caliza gruesa,
disuelve la caliza y libera
alcalinidad
como
bicarbonato. El efluente es
descargado en un estanque
de sedimentación, donde
una aireación posterior y
estancamiento
de
la
descarga del canal da como
resultado la neutralización
del ácido, ajuste del pH, y la
precipitación del metal en la
laguna de decantación y la
formación de un agua clara
Desventajas
Formación de geles de
carbonato ferroso y
carbonato
de
manganeso dentro del
ALD
Las fallas prematuras en
el funcionamiento del
sistema, por efecto de
las
concentraciones
significativas de hierro
férrico y/o aluminio, se
pueden
manifestar
antes de 6 meses de
funcionamiento.
Si la caliza se agota por Diseñadas con tiempos
Lagunas
efecto de la disolución, mas de retención de al
soportadas
caliza puede ser fácilmente menos 12 horas.
sobre lechos de
adicionada a la laguna
calizas
Canales
abiertos
cubiertos con
calizas (OLC)
Pueden ser usados solos o
en combinación con otros
sistemas de tratamiento
pasivo.
La
velocidad
de
disolución
dependerá
del pH, espesor del
cubrimiento, y otras
variables
La longitud de los
canales y los gradientes
de canal (que pueden
verse afectados por
turbulencia
y
la
acumulación
de
47
�recubrimientos)
son
factores de diseño que
pueden ser variados.
Tabla 3.19 Compilación de las ventajas y desventajas de los métodos de
tratamiento pasivo biótico empleados en minería de superficie. Fuente: Campos
(2015)
Método
Tipos
Humedales
aeróbicos
Pasivo
Biótico
Ventajas
Utilizados efectivamente para
el tratamiento de aguas
alcalinas netas o pretratadas a
través de un canal de caliza
anóxico
Humedales
anaeróbicos
Adecuados para el tratamiento
de aguas de mina con altos
niveles de oxigeno disuelto,
Hierro férrico (Fe+3), metales
(Me+') y acidez neta.
Biorreactores
Anaeróbicos
Adecuados para el tratamiento
de aguas de mina con altos
niveles de oxigeno disuelto,
Hierro férrico (Fe+3), metales
(Me+') y acidez neta.
Desventajas
Sirven únicamente para el
tratamiento de aguas que
contienen las especies de
hierro,
aluminio
y
manganeso
en
forma
reducida.
Estos sistemas presentan
dificultades en el tratamiento
de grandes flujos, relieve
físico y tierra disponible
para su construcción
Necesitan tiempos
largos de residencia para el
agua, por consiguiente,
estos requieren áreas muy
amplias
Necesitan tiempos
largos de residencia para el
agua, por consiguiente,
estos requieren áreas muy
amplias
Los métodos de tratamiento convencionales o activos de aguas ácidas tienen un
coste elevado, no pueden ser mantenidos por un período prolongado una vez
finalizada la vida de la mina.
Sobre la rentabilidad, Aduvire (2006) expresa, que en los métodos activos el
tratamiento de aguas de mina utilizando métodos químicos mediante la adición de
sustancias alcalinas, tiene un costo elevado, sobre todo cuando se trata de
48
�grandes volúmenes. Además requiere un control y mantenimiento de las
instalaciones de aireación y mezclado, así como de un almacenamiento adecuado
de los lodos con carga metálica.
En el ámbito medioambiental Sernageomin (2006) por su parte puntualizan que
los lodos producidos por los métodos activos deben depositarse en un área
preparada para limitar el posible lavado y/o mantenimiento de condiciones
alcalinas.
En los métodos pasivos la intervención del hombre es mínima, tal como sucede
con los humedales, drenajes anóxicos calizos, sistemas de producción de
alcalinidad y otros, sin embargo Johnson y Hallberg (2005) afirman que la
necesidad de disponer de grandes áreas de tierra y los problemas topográficos
puede incidir negativamente en la preferencia por los tratamientos pasivos. No
obstante, en la industria minera el interés por los tratamientos pasivos ha
aumentado, debido a que evitan los altos costos que involucran la recurrente
demanda de caliza y la disposición de los lodos.
La práctica actual en algunas minas, consiste en incluir los Iodos de las plantas de
tratamiento con los sólidos de relaves alcalinos, o bien depositarlos en un área de
depósito bajo el agua. En este sentido, la descarga de lodos constituye un área de
investigación activa, que requiere de una cuidadosa planificación como parte del
diseño de la planta.
Los métodos pasivos producen un alto grado de remoción de metales a bajo pH
(pH 3 a 6), lodos más estables, densos y menos voluminosos. Además, los
métodos pasivos bióticos permiten reducir los costos de operación, y minimizar
los consumos de energía, pues requieren relativamente poco mantenimiento con
respecto a los tratamientos abióticos, pueden ser instalados en minas
abandonadas localizadas en sitios remotos.
Los métodos de tratamiento pasivo se basan en los mismos procesos físicos,
químicos y biológicos que tienen lugar en los humedales naturales (wetlands), en
donde se modifican favorablemente ciertas características de las aguas
contaminadas, consiguiendo la eliminación de metales y la neutralización del pH.
Sin embargo, los métodos pasivos biótico terciarios se clasifican en dos: a)
humedales aeróbicos y b) humedales anaeróbicos.
49
�Lo anteriormente expuesto evidencia que el método terciario más indicado a
utilizar en la Mina Paso Diablo es el pasivo biótico. Se seleccionó como método
pasivo biótico terciario más idóneo a aplicar en las aguas sulfatadas de la Mina
Paso Diablo, el humedal aeróbico debido a que son característicos para flujos tipo
superficial, debido a que el agua proviene de escorrentías y flujos superficiales
que al contacto con el macizo rocoso lixivian el material y descomponen los
minerales trasportándolos por el medio acuoso depositándolas en las baquetas.
En relación a lo anterior la Sociedad Nacional de Minería (SONAMI, 2013) han
determinado que el contacto entre las aguas naturales y las instalaciones mineras
se produce básicamente por el paso del fluido a través de los intersticios del
material acopiado o depositado, o a través de las fisuras e intersticios de la roca
en las labores mineras. Este contacto puede provocar una alteración en la calidad
de las aguas, dependiendo de las características geoquímicas del material.
(Figura 8)
Figura 8. Esquema de aguas de escorrentía en una mina a cielo abierto. Fuente:
Dueñas (2010)
50
�De igual manera, con respecto a la rentabilidad y los aspectos medioambiental,
los humedales son los metodos idoneos para la remoción de sulfatos en la Mina
Paso Diablo. El método posee mecanismo de remoción que garantizan el
cumplimiento de los parametros de remoción de contaminantes establecidos.
(Figura 9)
Figura 9. Relación entre los principales parámetros fisicoquímicos y los
mecanismos físicos/químicos mediante los cuales se logra su remoción en un
humedal. Fuente: Guevara (2012)
Finalmente, además de las argumentaciones anteriores, las especificaciones
emanadas por el Ministerio de Energía y Petróleo (eficiencia, bajo costo y
amigable con el ambiente) fueron las condiciones determinantes en la elección del
método humedal aeróbico para la remoción de sulfato más eficiente para el
tratamiento de las aguas sulfatadas provenientes de la laguna Baqueta Norte de
la Mina Paso Diablo.
En el Anexo 1 aparece la explicación detallada de los métodos de tratamiento de
aguas sulfatadas provenientes de explotaciones mineras.
51
�CONCLUSIONES
En la presente investigación se concluye que:
1. Los principales impactos ambientales de la minería del carbón en el Estado
Zulia se manifiestan en la contaminación del aire, agua y la tierra debido a
procesos químicos del azufre contenido en el carbón mineral, alteración de la
cuenca de los ríos Guasare, Socuy, Palmar y Cachiri y pauperización de
indígenas barí, yukpa y wayuú
2. De la evaluación fisicoquímica de las muestras de agua provenientes de las
Baquetas Norte 1, 2 y 3, y su comparación con los límites máximos
permisibles, se obtienen lo siguiente:
•
Los valores de las concentraciones de SST en (Superficie, Medio y
Fondo) cumplen con los límites permisibles de la norma.
•
El contenido de Sulfatos no cumplen con la normativa legal establecida.
•
Todas las concentraciones de SST, SDT, ST y Sulfatos, en las
muestras evaluadas provenientes se mantienen en rango de valores
elevados para un cuerpo de aguas que descarga en forma directa a
ríos, embalses o lagos.
•
El pH de las aguas sulfatadas se corresponde con valor de 8
cumpliendo como los límites establecidos en la ley.
•
Las concentraciones de los elementos metaloides y no metaloides
cumplen con los límites establecidos en la norma.
3. El análisis de los método de remoción de sulfatos más eficiente en función de
las características físico químicas de las aguas sulfatadas provenientes de las
Laguna Baqueta Norte de la Mina Paso Diablo, Municipio Guajira, Estado Zulia
demostró que el método de humedal aeróbico es el más eficaz a aplicar para
la remoción de sulfato por su utilidad en la captación y/o inmovilización de
contaminantes, utiliza la energía natural ambiental para purificar el agua,
presenta costo de construcción y mantenimiento inferior a los tratamientos
convencionales y por ser réplicas de ecosistemas naturales se integran muy
bien al medio ambiente, por lo que ofrecen una alternativa de alto valor
ecológico y estético para el tratamiento de residuos.
52
�RECOMENDACIONES
•
Incluir como complemento de esta investigación el estudio de los
sedimentos de Baqueta Norte.
•
Realizar pruebas estáticas de drenaje de aguas sulfatadas al macizo
rocoso con la finalidad de medir el balance entre los minerales
potencialmente generadores de ácido (Máximo Potencial Ácido) MPA y los
minerales neutralizantes de ácidos (Potencial de Neutralización) NP
53
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56
�ANEXOS
.
57
�ANEXO 1
Métodos primarios o preventivos. Según Johnson y Hallberg (2005) es el
control de la interacción roca-aire, con el fin de limitar o reducir las reacciones de
oxidación de minerales sulfurados y por ende limitar o reducir la generación de
ácido en la fuente. Ver tabla
Método
Fundamento
Cubiertas y sellos
Las cubiertas y sellos han sido desarrolladas y
utilizadas para diversos propósitos, tales como:
controlar el flujo de oxígeno (generalmente no es
suficiente para evitar la oxidación), controlar la
migración mediante la reducción de la infiltración y
otros como: recuperación, revegetación y control de
polvo.
Remoción de
sulfuros/aislamiento
El objetivo de la desulfuración es disminuir el potencial
de acidez (PA) mediante la reducción del azufre a
sulfuro. El manejo selectivo y aislamiento de residuos
mineros sulfurados requiere la integración de
prácticas de gestión en el programa de planificación
minero, junto con la educación y preparación de la
mano de obra para facilitar las prácticas operacionales
en el manejo selectivo de materiales de alto riesgo.
Mezclas
El método de mezcla, consiste en mezclar al menos
dos tipos de residuos de roca, con potencial de
generación de acidez variado, potencial de
neutralización y contenido de metal para balancear el
potencial de generación de acidez y alcalinidad y
minimizar el riesgo de generación neta de ácido
o adictivos básicos
Cubiertas por agua y
descargas subacuáticas
Las cubiertas de agua proveen el control más efectivo
del flujo de oxígeno y por tanto de las tasas de
oxidación de sulfuro, actuando como una barrera para
la difusión de oxígeno desde la atmósfera a los
sulfuros sumergidos.
Saturación
Las cubiertas de suelo pueden sólo alcanzar la
eficiencia de las cubiertas de agua cuando una
proporción del material de cubierta permanece
saturado, a través de una capa de napa freática
suspendida o una capa superficial saturada. Con
cubierta de cieno.
58
�Métodos Secundarios o de contención. Según Johnson y Hallberg (2005)
Controlan principalmente la interacción agua-roca, para eliminar la migración o
movilización de contaminantes a través de la infiltración y escurrimiento.
METODO
FUNDAMENTO
Reducción de infiltración
La principal fuente de agua que contribuye al
transporte de contaminantes es la infiltración de
lluvias, donde el método más práctico para
controlarla son las cubiertas y sellos secos o de
baja permeabilidad. Los objetivos de los sistemas
de cubiertas secas son minimizar la afluencia de
agua y proveer una barrera para la difusión de
oxígeno. Además se espera que las cubiertas
secas sean resistentes a la erosión y provean
apoyo para la vegetación.
Co disposición de residuos
de rocas y relaves
El concepto de co-disposición combina los
residuos de roca y relaves en un único dispositivo
de manejo de residuos.
Las ventajas potenciales pueden incluir: un
volumen reducido de residuos, ya que los relaves
pueden ocupar el volumen vacío en los residuos
de roca; eliminación de la necesidad de tranques
de relaves o división de botaderos de residuos,
disponibilidad de oxigeno reducida por mantener
saturado o cercano a condiciones saturadas
alrededor de los residuos de roca reactivos;
reducida infiltración y producción de filtración de
los residuos debido a la permeabilidad reducida,
más superficie de escurrimiento y más alta
capacidad de retención de agua para aumentar
las pérdidas evaporativas.
Desviación del agua
superficial
El agua superficial puede desviarse de la mayoría
de las áreas de un sitio minero, en forma sencilla
mediante el apilamiento de desmonte en forma de
bermas y perfiles superficiales y también a través
del empleo de zanjas.
Interceptación del agua
subterránea
El agua subterránea es interceptada con el fin de
mantenerla a un nivel por debajo de las labores
mineras, durante la operación de la mina. Sin
embargo, después del cierre de ésta, la napa
freática natural se restablece, y el flujo de agua
subterránea podría ser considerable en la faena.
.
59
�Métodos terciarios o de Remediación Según Johnson y Hallberg (2005) La
recolección y el tratamiento del drenaje ácido es el control in-situ de la química de
los lixiviados, el cual es implementado después de la generación o liberación de
contaminantes A su vez estos métodos se dividen en sistemas activos y sistemas
pasivos
El fundamento de los métodos de tratamiento químico activo involucran el
tratamiento en una planta química donde se ejecutan procesos tales como
precipitación con hidróxidos, procesos de neutralización, estabilidad de los lodos y
precipitación de sulfuros (Sernageomin, 2002).
NOMBRE DEL TRATAMIENTO
ACTIVO
FUNDAMENTO
Precipitación con hidróxidos
El método más común es la precipitación
con una base hidróxido, de modo de
neutralizar el agua ácida y precipitar los
iones como hidróxidos, por ejemplo As y
Sb forman precipitados estables con Fe
(III) o Ca. CaO o Ca(OH)2 son los más
comunes agentes neutralizantes.
Procesos de Neutralización
También se puede precipitar los
hidróxidos de los iones metálicos
subiendo el pH a valores entre 8.5-9.5.
Esta tecnología la cual es ampliamente
utilizada genera lodos con baja densidad
conteniendo 2-5% de sólidos.
Estabilidad de los lodos
Los contaminantes son precipitados
formando un lodo que se puede disponer
en una forma ambientalmente aceptada.
Precipitación de sulfuros
La remoción de iones metálicos desde
soluciones
contaminadas
por
precipitación como sulfuros es una
alternativa a la precipitación con
hidróxido
En este mismo orden de ideas Dueñas (2010) comenta que en la actualidad hay
tres procesos que han sido testeados a escala piloto y uno de estos opera
exitosamente a escala industrial siendo estos los siguientes
60
�NOMBRE DEL TRATAMIENTO
ACTIVO
FUNDAMENTO
Proceso que produce ácido sulfhídrico
a partir de la reducción de sulfatos en
aguas sulfatadas usando hidrógeno
como donador electrónico y dióxido de
carbono como fuente de carbono para
las bacterias reductoras de sulfato
El ácido sulfhídrico es usado para
remover selectivamente sulfuros de
cobre y de cinc y las aguas tratadas,
conteniendo aún sulfuro, son recicladas.
El objetivo mayor de este proceso fue
remover metales desde aguas de minas.
Proceso químico/biológico, sulfato y
sulfuro son removidos
simultáneamente durante el
tratamiento biológico.
El proceso usa sacarosa o etanol como
fuente de carbono y donador de
electrones. El proceso integrado incluye
neutralización usando carbonato de
calcio o caliza
Proceso THIOPAQ
Produce azufre y sulfuros metálicos
usando dos bioreactores. El primer
bioreactor es un reactor anaeróbico
alimentado ya sea con etanol o con
dióxido de carbono e hidrógeno como
fuente de carbono y donador de
electrones. En el segundo bioreactor
aeróbico, bajo oxígeno disuelto y
potencial redox controlado, el sulfuro es
oxidado a azufre elemental.
En relación a los métodos de tratamientos pasivos, López (2002), comenta que
estos se basan en los mismos procesos físicos, químicos y biológicos que tienen
lugar en los humedales naturales (wetlands), en donde se modifican
favorablemente ciertas características de las aguas contaminadas, consiguiendo
la eliminación de metales y la neutralización del pH.
Así mismo Aduvire y Quinteros (2009) entre los métodos pasivos con mayor
aplicación en el tratamiento de flujos superficiales destacan los de base química
(abiótica) como los drenajes anóxicos calizos (ALD, Anoxic Limestone Drains), los
canales óxicos calizos (OLC, Open Limestone Drains), las balsas o estanques
calizos (LP, Limestone Pons), y los de base biológica como los humedales
aerobios (Wetland), los humedales anaerobios o balsas orgánicas (Wetland
Compost), los sistemas sucesivos de producción de alcalinidad (SAPS,
Successive Alkalinity Producing Systems). En el caso de drenajes con flujos
subsuperficiales y/o subterráneos se pueden remediar con algún tipo de barrera
reactiva permeable (PRB, Permeable Reactive Barriers) y para lagos mineros se
61
�están desarrollando con éxito sistemas basados en bioprocesos anaerobios (Pit
Lake Remediation).
TRATAMIENTO PASIVO DE
BASE QUÍMICA
FUNDAMENTO
Este sistema consiste en una zanja rellena con
Drenaje anóxico de calizas gravas de caliza u otro material calcáreo sellada a
(ALD, Anoxic Limestone techo por una capa de tierra arcillosa y una
geomembrana impermeable. La zanja se instala a
Drains)
cierta profundidad (1 ó 2 m) para mantener unas
condiciones anóxicas.
Canales
Oxicos
Calizos Pueden ser de dos tipos: canales recubiertos de
(OLC,
Open
Limestone caliza a través de los cuales se hace pasar el
Drains),
agua a tratar, o simplemente, añadir trozos de
caliza a los canales de desagüe ya existentes.
Balsas o estanques calizos Son lagunas artificiales sobre las que se descarga
(LP, Limestone Pons)
el agua de agua sulfatada que se caracterice por
tener cantidades muy bajas de alcalinidad y
metales disueltos.
62
�TRATAMIENTO PASIVO DE
FUNDAMENTO
BASE BIOLOGICA
Sistemas Sucesivos de
Producción de Alcalinidad
(SAPS, Successive Alkalinity
Producing Systems)
Este sistema de tratamiento de aguas ácidas de
mina
fue desarrollado para solucionar el problema de la
gran superficie que requieren los humedales
anaerobios y la precipitación de los hidróxidos de
Fe y Al en los sistemas ALD
Barreras Reactivas
En el caso de que las aguas ácidas de mina
Permeables (PRB,
afecten o
Permeable Reactive Barriers) Se manifiesten como un flujo subterráneo, el
dispositivo de tratamiento pasivo se configura
como una pantalla permeable y reactiva dispuesta
perpendicularmente a la dirección del flujo.
En referencia a los humedales Bullom, Cárdenas y Rennola (2009) expresa que
humedal es el nombre genérico para designar al hábitat relacionado con un
cuerpo de agua léntico, permanente o temporal, de nivel y extensión variable y el
termino. De igual manera los autores antes mencionados comentan que el
término “humedales construidos” se refiere a un área diseñada y construida para
contener plantaciones a través de las cuales, las aguas residuales son tratadas, a
su vez el propósito de los humedales construidos para tratamiento es permitir que
ocurra la reacción química y biológica natural en el sistema de tratamiento, y no
en el cuerpo de recepción de agua.
En relación a los humedales construidos los más comunes utilizados en el
tratamiento de aguas son: humedales de flujo subsuperficial y humedales de flujo
superficial, ambos pueden ser utilizados para remediación de agua de mina.
El Centro Andino para la Gestión y Uso del Agua (2010) comenta que los
humedales de flujo superficial (En ingles surface flow constructed wetlands o
también free water surface constructed wetlands) Son aquellos donde la
circulación del agua es de tipo superficial, esto quiere decir que el agua dentro del
humedal está expuesta directamente a la atmósfera, y circula mayoritariamente a
través de los tallos de las macrófitas, cuyas raíces están enraizadas en el fondo
del humedal. En la construcción de estos humedales se suele impermeabilizar el
terreno con dispositivos tales como geo membranas y materiales arcillosos.
63
�De igual manera el autor antes mencionado comenta que los humedales de flujo
subsuperficial (En ingles subsurface flow constructed wetlands)
son aquellos
donde la circulación del agua es de tipo subterránea, pasando a través de un
medio granular que está conformado por material de relleno tal como grava y/o
arena. El material de relleno se asienta sobre un medio material impermeable,
que evite la infiltración en aguas subterráneas naturales, del agua que circula
dentro del humedal. Para lograr la impermeabilización se puede utilizar una geo
membrana recubierta con arcilla. En la medida que el agua circula a través del
material de relleno entra en contacto con los rizomas y las raíces de las plantas
macrófitas al igual que con los microorganismos asociados con estas.
En este tipo de humedales no hay agua en la superficie del material del relleno,
de manera que la lámina de agua no es visible. Se clasifican según el sentido de
circulación del agua en horizontales y
humedales
con
flujo
horizontal
la
verticales. Tradicionalmente en los
zona
de
circulación
se
mantiene
permanentemente llena de agua. Los humedales con flujo vertical se diseñan con
funcionamiento intermitente, alternando fases de llenado, reacción y vertido.
Humedal artificial de flujo superficial
Los humedales construidos que se utilizan en el tratamiento de las aguas
sulfatadas de se acostumbran a clasificar en aeróbicos y anaeróbicos, pues cada
uno de estos dos tipos de humedales utiliza procesos químicos distintos como
64
�mecanismos de remoción de contaminantes. Como es lógico los humedales
aeróbicos proporcionan entornos oxidantes mientras que los humedales
anaeróbicos proporcionan entornos reductivos.
Humedales aeróbicos: Los humedales aeróbicos o de oxidación, suelen ser
humedales de flujo superficial, en donde las plantas se siembran a poca
profundidad, sobre un sustrato preparado con sedimentos que constan de
componentes tales como: suelo, turba de musgo, arcilla, caliza, desechos
mineros. Diseñados para garantizar suficientes tiempos de residencia que
permitan la oxidación de los metales y su hidrólisis, causando así la precipitación
y retención física de los hidróxidos de Fe, Al y Mn. (Ziemkiewicz 2003)
65
�Esquema básico de un humedal aeróbico utilizado para el tratamiento de
aguas sulfatadas.
.
Humedales anaeróbicos: Los humedales anaeróbicos, de reducción o balsa
orgánica suelen ser humedales de flujo subsuperficial que utilizan Typha sp. y
otras plantas sembradas a profundidades mayores que las utilizadas en los
humedales aeróbicos. Utilizan substratos orgánicos compuestos de: suelo, turba
de musgo, compost de hongos en descomposición, aserrín, estiércol mezclado
con paja, heno y otras mezclas orgánicas. Estos sistemas son usados cuando el
agua de mina es netamente ácida (Ziemkiewicz, 2003).
Los humedales anaeróbicos (o anóxicos) hacen uso de las bacterias
sulfatoreductoras (conocidas con su sigla en ingles SRB) para la producción de
alcalinidad y remoción de metales, las cuales forman parte de una microflora
anaerobia, incorporada en la mezcla reactiva que constituye el sustrato. Las SRB
son, en su mayoría, bacterias heterotróficas que a diferencia de las ya referidas
acidófilas ferro-oxidantes, requieren provisiones de materia orgánica que sirvan
como fuentes de carbono y energía (Ziemkiewicz., 2003).
Como sus contrapartes aeróbicos, los humedales anaeróbicos necesitan tiempos
largos de residencia para el agua, por consiguiente, estos requieren áreas muy
amplias para tratar grandes volúmenes de aguas sulfatas fuertemente ácido
(Ziemkiewicz., 2003)
66
�Esquema básico de un humedal anaeróbico utilizado para el tratamiento de
aguas sulfatadas
Otro tratamiento pasivo de base biológica conocido y aplicado son los
Biorreactores Anaeróbicos promotores de bacterias reductoras de sulfato (SBR),
también llamados biorreactores de compost, los cuales corresponden a aquellos
sistemas que están completamente encerrados bajo tierra y no sostienen ninguna
macrófita. En estos reactores biológicos el AMD a tratar se hace fluir a través de
un sustrato conformado por una mezcla reactiva sólida, la cual actúa como fuente
de carbono para las bacterias reductoras de sulfato y como soporte físico para la
adhesión microbiana y la precipitación de sulfuros metálicos.
El mecanismo de remediación en los biorreactores anaeróbicos es análogo al de
los humedales anaerobios, por lo que comúnmente utilizan el mismo tipo de
materiales para la preparación del sustrato. En ambos sistemas de tratamiento la
precipitación de sulfuros es el mecanismo fundamental para remediar aguas
contaminadas con AMD, y otros mecanismos alternos incluyen adsorción,
precipitación de carbonatos e hidróxidos metálicos además de filtración de
materiales suspendidos y coloidales (Johnson y Hallberg, 2005)
67
�Biorreactor anaeróbico (o de compost) utilizado para el tratamiento de
aguas sulfatadas
68
�
Dublin Core
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Tesis
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Dublin Core
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Title
A name given to the resource
Tratamiento de aguas sulfatadas provenientes de la laguna Baqueta Norte de la mina Paso Diablo, municipio Guajira, estado Zulia
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Alan Campos Sanchez
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Tesis maestría
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/4e808352b0db21d3cfd29665f308c0ef.pdf
8a2b5eb242df13f6b1c599c6cce0f7df
PDF Text
Text
Tesis Doctoral: CIENCIAS TÉCNICAS
Estudio del Hidrotransporte de las Colas en
el Proceso Carbonato Amoniacal
ALBERTO TURRO BREFF
Moa 2002
www.ismm.edu.cu/edum
�REPÚBLICA DE CUBA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
FACULTAD METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS
AUTOR: ING. ALBERTO TURRO BREFF
TUTORES: DR.C. LEONEL GARCELL PUYÁNS
DR.C. RAFAEL PÉREZ BARRETO
DR.C. RAÚL IZQUIERDO PUPO
DR.C. ARÍSTIDES LEGRÁ LOBAINA
MOA, 2002
�Introducción
1
INTRODUCCIÓN.
En el año 2000 la industria del Níquel constituyó la primera fuente de exportación
del país y se encuentra enfrascada en el proceso de ampliación de las
capacidades instaladas y modernización de su tecnología, lo que le permitirá ir
incrementando su papel en la economía nacional.
En la resolución económica del V Congreso del Partido Comunista de Cuba
(1997), se plantea que para la recuperación y desarrollo de la economía cubana
es necesario intensificar el desarrollo de la industria minero - metalúrgica y como
objetivo estratégico incrementar la producción de concentrado de Níquel con la
mayor eficiencia en las inversiones.
Para cumplir estos lineamientos a mediano y largo plazo, se requiere que
paralelamente al crecimiento progresivo se perfeccionen los parámetros y
regímenes de trabajo de las instalaciones
tecnológicas para explotar de una
forma más racional y eficiente las grandes reservas de recursos minerales
existentes en los yacimientos niquelíferos en la parte oriental de Cuba y se
perfeccione el sistema de transportación de minerales lo que garantizará la
existencia de un proceso productivo continuo.
Dentro del complejo tecnológico de la industria niquelífera cubana, las empresas
Comandante René Ramos Latour de Nicaro y Ernesto Che Guevara de Moa,
realizan la producción de Níquel más Cobalto por el proceso Carbonato Amoniacal
(CARON).
En el costo de la extracción
del Níquel
y en la eficiencia de su proceso
tecnológico incide significativamente el tratamiento de las colas, que contienen
minerales útiles que se depositan en diques para su aprovechamiento futuro y
cuyo volumen es relativamente grande, del orden de 104 T de colas por cada
tonelada de níquel producido.
El costo de producción del Níquel por el proceso CARON esta incrementado en
gran medida por el elevado consumo energético. En el tratamiento de las colas
incide, además, una baja eficiencia del transporte hidráulico cuya causa se
requiere precisar para disminuir los costos e incrementar su fiabilidad.
�Introducción
2
En este tipo de transporte el consumo energético depende en gran medida de las
pérdidas de carga a lo largo de la tubería y ésta, a su vez, depende del diámetro
de la conductora, su estado de explotación, el material y tecnología de que está
hecho, el régimen de trabajo de la instalación y de las propiedades físico
mecánicas del material y de sus suspensiones.
Estos factores tienen distintos grados de influencia y son muy variables e inciden
con diferentes magnitudes, tanto en los indicadores económicos como en la
eficiencia del proceso tecnológico. Cualquier estudio encaminado a perfeccionar el
sistema de evacuación de pulpas implicaría el análisis de estos factores en el
proceso. El orden de la realización de los estudios no está relacionado
obligatoriamente con el grado de incidencia, sino con la obtención organizada de
los datos que se requieren.
Los desechos lixiviados (colas) constituyen suspensiones minerales con
particularidades no newtonianas poco conocidas que influyen en el proceso de
transportación.
La variabilidad de estas propiedades y de las condiciones de hidrotransportación
limitan el campo de aplicación de las fórmulas de cálculo conocidas, y no resulta
posible determinar los parámetros de transportación con la precisión necesaria
para los objetivos prácticos. Los métodos de cálculo propuestos para estos
parámetros, basados en las características del flujo plástico – viscoso de
BINGHAM necesitan en muchas ocasiones correcciones fundamentadas en los
resultados experimentales. Por ello, los resultados publicados sobre trabajos
realizados con múltiples hidromezclas aún resulta insuficiente para la obtención
de correlaciones más generalizadas.
El análisis de las condiciones técnicas y de explotación del sistema de
hidrotransporte de las colas en la planta de Recuperación de Amoniaco de la
Empresa Ernesto Che Guevara muestra problemas respecto a:
•
Dificultades de explotación de los equipos e instalaciones de bombeo que
no trabajan en regímenes eficientes de trabajo y con frecuencia cavitan.
•
Desconocimiento del comportamiento de las colas en función de las
propiedades físico – químicas y reológicas de las mismas.
�Introducción
•
3
Ausencia de un dosificador en la entrega de pulpa a las bombas y
dificultades para su elección por desconocimiento de los parámetros de
hidrotransporte.
•
Diferencia de nivel en las descargas de las líneas que incide en la
productividad del sistema.
Las metodologías de cálculo y evaluación disponible para el estimado de los
parámetros indispensables para proyectar una instalación de transporte
hidráulico, han sido elaboradas a partir de los datos experimentales obtenidos
para sistemas particulares y no existe una metodología única para determinar
los parámetros. Por ello se requiere de la generalización de los resultados
experimentales que permitan la solución racional de diversos problemas en las
condiciones de la Empresa ”Comandante Ernesto Che Guevara”.
Para fundamentar y proyectar una instalación de transporte hidráulico, es
necesario determinar la velocidad crítica, las pérdidas específicas de carga, la
densidad o concentración de las mezclas, el diámetro del conducto que permita
la determinación del régimen racional del trabajo y elegir los equipos adecuados
para el caso concreto, lo que están influidos por las propiedades físico –
mecánicas de las pulpas . Estos parámetros tienen incidencia en la magnitud de
las inversiones, en los gastos de explotación y en la fiabilidad del trabajo de la
instalación.
Situación Problémica: En la actualidad el sistema de hidrotransporte de las
colas de la Empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” presenta alta
ineficiencia debido a problemas técnicos y operacionales que conducen a que
la instalación de transportación de este material opere en un régimen
cavitacional, con los correspondientes incrementos en el consumo energético,
de agua y materiales para el mantenimiento. Hasta el presente esta situación
no se resuelve dado por el desconocimiento de las propiedades de las colas y
por no contar con un método de cálculo y evaluación apropiado.
�Introducción
4
Problema Científico: Obtener las propiedades de las colas y un modelo de
cálculo, que permita establecer los parámetros racionales de operación del
sistema de flujo para la transportación de las colas.
Las dificultades de explotación y los posibles incrementos de la producción de
la empresa, determinan la necesidad de un estudio de las regularidades del
movimiento del flujo y la elaboración de la metodología de cálculo para el
hidrotransporte de las colas del proceso Carbonato Amoniacal, que
constituye el objetivo fundamental del presente trabajo. Por consiguiente la
Hipótesis de la Tesis establece que el empleo de las propiedades físico mecánicas y reológicas de las colas en la obtención de un sistema de
ecuaciones para el cálculo del hidrotransporte en tres fases, permitirá
obtener parámetros más racionales de operación, diseño y mejorar la
eficiencia de las instalaciones de la Empresa “Comandante Ernesto Che
Guevara”.
Por tanto, para cumplir el objetivo central, se desarrollaron los siguientes
objetivos específicos:
•
Caracterizar las colas desde el punto de vista químico, mineralógico,
reológico, granulométrico y de su estabilidad y establecer la influencia
de estos factores sobre su comportamiento.
•
Realizar las investigaciones teóricas y experimentales de los principales
parámetros del transporte hidráulico de las colas.
•
Proponer un modelo físico – matemático del movimiento de las
hidromezclas de las colas, teniendo en cuenta sus características de
sistema trifásico.
•
Elaborar una metodología para el cálculo y proyección del complejo de
hidrotransporte.
•
Contribuir a la disminución de los costos de producción sobre la base de
la reducción del consumo energético, de los gastos de mantenimiento y
de la magnitud de las inversiones requeridas con vista a mejorar la
fiabilidad de las instalaciones industriales.
�Introducción
•
5
Proporcionar información, acerca de los elementos nuevos que
contribuyan a la disminución de la agresión ecológica debido al
almacenamiento y manipulación actual de las colas.
Novedad Científica
I.- La caracterización de la fase sólida y de la hidromezcla de las colas,
mediante:
•
El establecimiento
de los
modelos reológicos
que describen
el
comportamiento no newtoniano de las colas del proceso CARON, aspecto
este desconocido hasta el presente.
•
La evaluación de la estabilidad de las colas y del efecto de las
propiedades de la fase sólida, la temperatura, la concentración y el pH
sobre los parámetros reológicos y la viscosidad de sus hidromezclas a
través de los modelos
matemáticos obtenidos en relación con estos
aspectos.
•
El sistema de correlaciones, derivado del modelo físico propuesto, para el
cálculo y evaluación de las instalaciones de hidrotransporte que manipulan
las pulpas de cola constituyen un sistema trifásico novedoso para
las
condiciones de la Empresa “Comandante Ernesto Che Guevara” .
II. – La propuesta de una metodología de cálculo y evaluación de las
instalaciones de hidrotransporte que manipulan las pulpas de cola,
derivado de los resultados de la caracterización realizada y del sistema de
ecuaciones producto del modelo físico – matemático propuesto para este
sistema.
�Introducción
6
Aportes Metodológicos
• Se establece una metodología para el cálculo y evaluación de un
sistema de hidrotransporte de una hidromezcla con características
trifásicas pudiendo generalizarse la aplicación de dicho modelo a
otras plantas de producción de níquel por el proceso CARON.
• Se ilustra la necesidad de utilizar los parámetros que caracterizan el
comportamiento reológico de fluidos en el cálculo y evaluación de
problemas del transporte de materiales no newtonianos por tuberías,
•
Los resultados de la caracterización y el modelo propuesto para
describir el sistema trifásico puede ser introducido en temas de
asignaturas afines de las carreras de Metalurgia, Mecánica, Minería
e Ingeniería Química.
Valor práctico
•
La aplicación de los modelos reológicos obtenidos permiten
determinar el comportamiento
de las colas y los valores de sus
parámetros.
•
La aplicación de los modelos obtenidos permiten estimar la
viscosidad
y
los
parámetros
reológicos
en
función
de
la
concentración, temperatura y pH.
•
Con el sistema de ecuaciones obtenidas es posible calcular las
instalaciones de bombeo para ser empleadas en un sistema de flujo
dado .
•
La investigación de los parámetros permite estabilizar la producción y
disminuir los costos mediante la reducción del consumo energético, la
magnitud de las inversiones, su amortización, y el perfeccionamiento
de la tecnología del hidrotransporte.
�Introducción
7
Tareas principales a desarrollar.
1. - Determinar las propiedades físico – mecánica de las colas.
2.- Elaborar y fundamentar el modelo físico – matemático para el flujo de pulpas
de colas a altas temperaturas.
3.- Realizar las investigaciones teóricas y experimentales de los principales
parámetros hidráulicos de las colas.
4.- Elaborar la metodología de cálculo y proyección del hidrotransporte de las
colas a partir del modelo matemático que se obtenga.
5.- Elaborar las recomendaciones en particular definir el régimen de trabajo para
la reducción del consumo energético y del gasto de las inversiones.
�Revisión bibliográfica. 1
CAPITULO I.
REVISION BIBLIOGRAFICA.
La necesidad de determinar con más precisión los parámetros para la
transportación por tuberías de mezclas concentradas de diferentes productos
líquidos y materiales áridos, es evidente durante la manipulación de los
materiales en operaciones y procesos tecnológicos, en diferentes ramas de la
economía nacional ( metalurgia, petróleo, construcción, industria química y la
agricultura).
La variedad de las propiedades físico – mecánicas de estas mezclas confiere
propiedades específicas a los flujos en su movimiento por tuberías u otros
dispositivos de transporte similares. Con frecuencia se requiere la
transportación de suspensiones concentradas que exhiben propiedades no
newtonianas, en las que las partículas tienden a formar estructuras que
exhiben , un comportamiento seudoplástico, o características plásticas con la
aparición de esfuerzos cortantes iniciales. En dependencia de las condiciones
de operación , dichos flujos pueden ser laminares o turbulentos con diferentes
influencias de las características reológicas de las mezclas . Darby,R.( 2000).
El conocimiento de las propiedades de flujo de las suspensiones que se
transportan es de gran importancia para decidir las características de los
sistemas de bombeo, redes de tuberías, accesorios y equipos que deben
utilizarse según las necesidades tecnológicas, así como los requerimientos
medio ambientales, no menos importante que deben tenerse en cuenta en
todo proceso de carga, transportación, vertimiento
y almacenamiento de
cualquier tipo de material.
A continuación se realizará el análisis de los distintos aspectos relacionados
con el tema, que se abordan en la bibliografía consultada, con la finalidad de
disponer de los elementos básico invariantes y de las tendencias actuales
que resulten esenciales para el correcto desarrollo del trabajo.
En la mayoría de los casos, en la práctica mundial, el análisis del
hidrotransporte tiene un carácter bifásico, es decir partículas sólidas
suspensas en líquidos, en casi todos los casos se encuentran gases disueltos
en la fase líquida mediante la ebullición que tiene lugar al igualarse la presión
con la tensión de vapor. Estos problemas tratados de una u otra forma en la
�Revisión bibliográfica. 2
literatura reportada por Daniels, Alberty (1963) influyen considerablemente en
los parámetros de los flujos y en la durabilidad del equipamiento.
La concentración de los gases disueltos en el líquido depende de la
solubilidad del gas en cuestión según Daniels, Alberty (1963) y de la presión
del líquido. Por razones tecnológicas en las colas de la Empresa Ernesto Che
Guevara están constituidos por soluciones amoniacales, gas de alta
solubilidad y fácil desprendimiento del líquido, lo que crea una nueva fase
gaseosa que incide con fuerza en los parámetros de flujos y que en la
literatura se reporta como modelo trifásico según Mijailov (1996) de donde se
deduce la necesidad de investigar las propiedades reológicas de la pulpa y
la influencia de la fase gaseosa en los parámetros del transporte hidráulico de
las colas de la Empresa Ernesto Che Guevara.
1.1.1. Clasificación reológica general de los fluidos.
En la teoría y la práctica actual , los fluidos se clasifican desde el punto de
vista reológico en newtoniano y no newtoniano, según Skelland (1970),
Tejeda (1985), Perry
(1988) y Díaz (1989). A su vez
los fluidos no
newtonianos se clasifican en tres grupos:
- De viscosidad invariable con el tiempo.
- De viscosidad dependiente del tiempo.
- Materiales
( líquidos de Maxwuel)
Fluidos de viscosidad invariable con el tiempo:
a) Seudoplásticos:
⋅
La viscosidad disminuye con el incremento de γ . El
líquido comienza a fluir inmediatamente después que se le aplica un esfuerzo
cortante (τ >0). b) Dilatantes: La viscosidad aumenta con el incremento de γ.
Estos líquidos fluyen también para valores de (τ > 0).
c) Plásticos reales: La viscosidad puede disminuir o aumentar con un
⋅
incremento de γ . Fluyen para valores de τ > τo . La principal característica
de los plásticos ideales y reales es que poseen una estructura tridimensional
muy fuerte cuando están en reposo, la cual resiste la deformación o el
movimiento. Para valores del esfuerzo cortante τ < τo , no se establece el
flujo. Para τ ≥ τo , la estructura se rompe, permitiendo que se establezca el
�Revisión bibliográfica. 3
flujo del material. Al reducir el esfuerzo hasta valores de τ ≤ τo la estructura
de dicho fluido se restablece (Figura 1.1).
Fluidos de viscosidad dependiente con el tiempo:
- Tixotrópicos.
- Reopécticos.
Materiales viscoelásticos (líquidos de Maxwell).
Estos materiales exhiben propiedades viscosas y elásticas. Las sustancias
viscoelásticas fluyen bajo la acción del esfuerzo cortante, pero, aunque la
deformación es continua no resulta totalmente irreversible, de manera que al
cesar la acción del esfuerzo cortante, el material restablece en parte su
forma, semejante al comportamiento de los cuerpos elásticos sólidos. Este
comportamiento se ha observado en NAPALM, en soluciones de polímeros,
en masas cocidas de la industria azucarera con altos contenidos de gomas
(polisacáridos),
en ciertas resinas y en emulsiones de crudo cubano, de
acuerdo a lo reportado por Toose (1995) y Ferro (2000).
1.1.2 Curvas de flujo.
Las curvas de flujo se representan gráficamente al relacionar valores
experimentales de τ contra (- dv/dy ). Así, se obtendrán curvas de flujo de
diferentes formas en dependencia de la naturaleza reológica de los fluidos
(Figura 1.1) , según Turiño ( 1984) y Tejeda (1985).
τ
4
5
2
τo
τo
1
3
⋅
γ
Figura 1.1 Curvas de flujo típicas de fluidos no newtonianos independientes
del tiempo.
1- newtoniano; 2 - seudoplástico; 3 - dilatante; 4 - plástico real y 5 – plástico
ideal (Bingham).
�Revisión bibliográfica. 4
Las curvas de flujo son útiles, fundamentalmente, en el diseño de equipos o
en la evaluación de instalaciones ya construidas, por ejemplo, para
determinar la caída de presión necesaria para que un material no newtoniano
fluya por una tubería de diámetro conocido; para determinar si un equipo ya
construido (con el fin de transportar o elaborar un material determinado)
puede ser usado con otro material diferente; para clasificar los materiales
reológicamente
y
encontrar
el
modelo
adecuado;
para
comparar
características estructurales o de calidad de un mismo producto obtenido sin
producciones “batch” y que hayan sido fabricadas sustituyendo algún
componente por otro , de acuerdo a lo reportado por Toose (1995).
1.1.3 Modelos reológicos.
Se han propuesto numerosas ecuaciones empíricas (modelos reológicos)
.
para expresar la relación que existe en estado estacionario entre
τy γ.
Todas estas ecuaciones contienen parámetros empíricos positivos, cuyo valor
numérico puede determinarse a partir de los datos de la curva de flujo a
temperatura y presión constante. Los modelos mas difundidos de acuerdo a
lo reportado por Bind (1973), Skelland (1970), Tejeda (1985) y
Garcell
(1988), son los siguientes:
a) Modelo de Ostwald de Waele:
⋅
τ =Κ( γ )n …………………………………………………..…………………. (1.2)
Esta ecuación de dos parámetros se conoce también como Ley de Potencia.
Se utiliza mucho para describir el comportamiento reológico de fluidos
seudoplásticos y dilatantes. El parámetro n es el índice de flujo, y es una
medida del grado de comportamiento no newtoniano del material. Para n < 1
el fluido es seudoplástico, mientras que para valores mayores que la unidad
es dilatante. Para n = 1, (ecuación 1.2) se transforma en la ley de Newton,
siendo K = µ. El parámetro K es el índice de consistencia, el cual da una
medida del grado de viscosidad del material.
Para los fluidos no newtonianos se utiliza el concepto de viscosidad aparente
(µa ). De acuerdo con la (ecuación 1.1) la viscosidad aparente viene dada por
la relación:
�Revisión bibliográfica. 5
µa =
τ
⋅
γ
……………………………………………........……………………… (1.3)
Si en esta expresión se sustituye la ecuación (1.2) se obtiene:
⋅
= γ
µa
n −1
.....……….……………….....……………………………….. (1.4)
b) Modelo de Bingham:
τ = τ o + µ p γ ………………………………….....…………………………… (1.5)
⋅
Donde τo es el esfuerzo cortante limite o inicial que es necesario vencer para
que el fluido fluya, µp es la viscosidad plástica. Este modelo se utiliza para
describir el comportamiento de los plásticos ideales, los cuales también se
conocen como plásticos de Bingham. Para τo = 0 (la ecuación 1.5) se
transforma en la ley de Newton, siendo µp = µ.
La viscosidad aparente para los plásticos de Bingham se obtiene
sustituyendo la ( ecuación 1.5) en la relación (1.4):
µa = µ p +
τ
⋅
γ
…………………………………………...……………………….. (1.6)
c) Modelo de Bulkley – Herschel.
τ = τo + K(γ)n ………………………………………....…...…………………….. (1.7)
Los parámetros k, n, τo tienen el mismo significado que en los dos modelos
anteriores. Se utiliza para describir el comportamiento de los plásticos reales.
Para n = 1, (la ecuación 1.7) se transforma en el modelo de Bingham, para
τo = 0, en el modelo de Ostwald de Waele, y para τo = 0 y n = 1 se transforma
en la ley de Newton.
Los tres modelos analizados son los más difundidos en la literatura
especializada y los que más se han utilizado en el diseño de sistemas de
flujos. No obstante, existen otros modelos que también pueden describir el
comportamiento reológico de los materiales no newtonianos con mayor o
menor precisión en dependencia de las características de esos materiales,
por ejemplo los modelos: 1) de Eyring; 2) de Ellis; 3) de Casson, etc.
�Revisión bibliográfica. 6
Si se combinan (las ecuaciones 1.7 y 1.4), se obtiene la expresión de la
viscosidad aparente:
⋅
µ a = τ⋅ o + k γ
γ
n −1
………….............………………..……………………….. ( 1.8 )
1.2 Tipos de Reómetros ( Viscosímetros).
Existen numerosos tipos de reómetros que se han diseñado y comercializado.
Solo cuatro de ellos, reúnen las condiciones necesarias para ser usados en la
determinación de propiedades reológicas, estas son: a) el de tubo capilar, b)
el rotacional de cilindros concéntricos, c) el rotacional en medio infinito, d) el
rotacional de cono y plato según , Díaz (1989), Garcell (1988), Perry (1988),
Rosabal (1988), Skelland (1970), Tejeda (1985).
Los viscosímetros rotacionales (reómetros) son los mas difundidos para
realizar estudios reológicos. En la figura 1 del anexo 1 se muestra un
esquema de los elementos básicos de medición de los mismos.
1.3 Estabilidad de las suspensiones. Propiedades superficiales. La
doble capa eléctrica. Potencial Zeta. Densidad de carga de las
partículas.
Muchas partículas coloidales en contacto con un líquido polar, como por
ejemplo el agua, adquieren una carga eléctrica superficial Cerpa (1999).,
dando lugar a la aparición de las llamadas propiedades superficiales de las
suspensiones coloidales, tales como: la densidad de carga de la superficie, el
punto de carga cero, los potenciales electrocinéticos, el punto izo eléctrico,
etc., que dependen en gran medida del pH de la suspensión.
La carga superficial influye en la distribución de los iones vecinos que se
hayan en el líquido de manera que los iones de carga opuestas ( contraiones) son atraídos hacia la superficie y los iones con la misma carga ( coiones) son alejados de la superficie por repulsión.
La teoría de la doble capa eléctrica trata sobre la distribución de los iones, y ,
por consiguiente, sobre la magnitud de los potenciales eléctricos que existen
en la proximidad de la superficie cargada.
Stern propuso un modelo para la doble capa eléctrica, donde plantea que
esta está formada por dos partes, una que permanece fija a la superficie
�Revisión bibliográfica. 7
sólida, con un espesor aproximado de un diámetro de molécula, mientras la
otra es una capa difusa que penetra en la solución. Establece además, que
la capa fija y la difusa están separadas por un plano, llamado plano de Stern.
Los iones adsorbidos están localizados en este plano, es decir , entre la
superficie y el plano de Stern. Los iones localizados mas allá de este plano
forman la parte difusa de la doble capa.
La superficie de cizalla es la interfase de contacto entre las fases en el
movimiento relativo,
el potencial de esta superficie es conocido como el
potencial zeta, ξ. ( ver figura 2. anexo 1)
En los sistemas dispersos con características coloidales, la densidad de
carga superficial de las partículas, σo y el potencial zeta, ξ, son funciones del
pH y de la concentración del electrolito indiferente ( fuerza iónica) en
el
medio dispersante,
Tanto σo como ξ constituyen una medida de la estabilidad de la suspensión.
La magnitud del pH a la cual σo = 0 y ξ = 0 se denominan: punto de carga
cero ( p.z.c), y punto izoeléctrico ( i.e.p) respectivamente . El punto de carga
cero y el punto izoeléctrico coinciden cuando no hay adsorción específica de
aniones y/o cationes en la superficie de las partículas.
Mecanismos de carga superficial de las partículas.
Los mecanismos más importantes por lo que la superficie de las partículas
pueden cargarse eléctricamente son los siguientes: Ionización, formación de
iones complejos, adsorción específica de iones, según, Cerpa (1999).
Ionización: Tiene lugar por la disociación de grupos ionogénicos superficiales,
en dependencia del pH de la solución. Por ejemplo, las proteínas poseen
grupos carboxilo y amino que se ionizan para dar iones COO- y NH3+ .
Formación de iones complejos: Un modelo simple generalizado propone que
los centros activos MOH, presentes en óxidos y oxihidróxidos tales como: la
Maghemita, la Goethita, la
Gibbsita, la Sílice
y otros, dan lugar a la
formación de pares de iones MOH2+ MO - que dan carga a la superficie y
que interaccionan con los cationes y aniones que se encuentran en el medio
dispersante Garcell (1998). En estos óxidos, los centros activos exhiben un
comportamiento anfotérico, coexistiendo simultáneamente sitios neutros MOH
�Revisión bibliográfica. 8
y sitios cargados de MOH2+
y MOH - . El tipo predominante de estos sitios
depende del pH. Así, a pH inferiores al p.z.c o al i.e.p. las cargas netas
superficiales pueden ser
positivas y a pH mayores a dichos puntos,
negativas. La carga neta viene dada por la diferencia entre el número de
sitios MOH2+
y
el número de sitios MO
–
por unidad de superficie. A
pH = p.z.c, predominan los sitios MOH y la concentración de los grupos
remanentes de MOH2+ y MO
-
, son iguales, de manera que la carga
superficial de la partícula se hace nula.
Adsorción iónica.
Es posible que la superficie adquiera una carga neta por la adsorción
desigual de iones de signos opuestos. Se consideran iones adsorbidos
específicamente a aquellos que están unidos a la superficie de la capa de
Stern, por fuerzas electrostáticas o de Van der Waals, lo suficientemente
fuerte para superar la agitación térmica.
Una de las leyes importantes de la Química de Superficie establece un cierto
orden en relación con los iones que pueden ser adsorbidos en la superficie de
los óxidos y de otros compuestos de acuerdo a lo expresado por Demai
(1996), Torres (1989) .
Según esta Ley se adsorberán preferiblemente los iones de mayor valencia, y
para los de una misma valencia, los que tengan mayor radio iónico. Esto da
lugar a las llamadas series liotrópicas de adsorción. Por ejemplo, la secuencia
de afinidad normal ( series liotrópicas o de Hofmeister) que presentan
muchos óxidos es la siguiente:
Al3+ > Ca2+ > K1+
( en relación con la valencia).
Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ ( en relación con el radio iónico)
Mediante estudios realizados sobre los fenómenos superficiales de la
Goethita en agua de mar, por Balistrieri y Murray (1979), se logró la serie
liotrópica para este mineral.
H+ >> Mg 2+ = SO 42 - > Ca2+ >Cl = Na+ = K+
Puede observarse que la Goethita muestra una serie líotrópica irregular, ya
que la adsorción del Mg
2+
> Ca2+ es contraria a la secuencia de afinidad
�Revisión bibliográfica. 9
normal de Hofmeister presentada arriba. También puede verse que la
Goethita tiene gran afinidad por los iones Mg2+ y SO42- .
La adsorción iónica se puede producir por intercambio de iones contenidos en
el sólido y en el líquido circundante. En los procesos de intercambio iónico, la
carga neta de la superficie de las partículas no se altera ,según Guardia
(1994), Torres (1989) y Muñiz (2001) , han realizado trabajos con pulpas
de laterita de Moa que demuestran las características coloidales de éstas por
su alto contenido de partículas finas, y en las que se observan y se miden
propiedades superficiales. No se han encontrado trabajos similares acerca de
las colas del proceso CARON.
1.4
Efecto de las propiedades superficiales en las características
reológicas de las suspensiones concentradas.
En las dispersiones gruesas, donde las partículas son de tamaño
relativamente grande, el área superficial total de la fase sólida resulta
relativamente pequeña. En estos sistemas el efecto de las propiedades
superficiales es prácticamente despreciable. En cambio, en las suspensiones
coloidales cuya fase dispersa posee un área superficial grande, el efecto de
las propiedades de superficie desempeñan un papel muy importante. Ello se
debe, fundamentalmente, a que el comportamiento reológico es afectado
grandemente por la densidad de carga superficial y por la fuerza iónica del
medio dispersante, ya que estas variables influyen sobre la interacción neta
entre las partículas.
La interacción neta es la suma de un componente repulsivo y un componente
atractivo. El componente atractivo viene dado por las fuerzas de atracción del
Van der Waals
y no es sensible a los fenómenos superficiales . El
componente repulsivo se debe a las fuerzas repulsivas eléctricas que rodean
a las partículas ( repulsión de Born).
Cuando la interacción neta es repulsiva se observa un comportamiento
newtoniano de la suspensión, en cambio, cuando la interacción neta es
atractiva la suspensión puede exhibir un comportamiento seudoplástico o
plástico, debido a la formación de agregados o flóculos, o de una estructura
espacial. En los trabajos de Cerpa y Col (1997), (1998), (1999) con pulpas
laterititas, así como de Leong y Boger (1990) y con suspensiones de líquido
�Revisión bibliográfica. 10
se ilustra la relación entre los fenómenos de la Química de Superficie y la
reología. No se han encontrado trabajos sobre las colas del proceso CARON
que traten sobre estos aspectos.
Teniendo en cuenta todo lo hasta aquí explicado, resulta evidente que los
efectos de las propiedades superficiales sobre la reología de las
suspensiones minerales coloidales es un fenómeno de carácter universal, de
manera que los principios que rigen estos procesos pueden ser aplicados
independientemente del tipo de mineral que forme la dispersión.
1.5 Interacciones y factores que influyen sobre el comportamiento y
propiedades reológicas de las dispersiones minerales.
Cuando un sólido es dispersado en un líquido, la viscosidad de la suspensión
que se forma se incrementa. La dispersión puede exhibir comportamiento
newtoniano o no newtoniano, en dependencia de las interacciones físicas y
químicas que tiene lugar entre las partículas y el líquido, así como de la
naturaleza y características de las fases mineralógicas que constituyen el
sólido [69].
En la literatura
especializada se han analizado diferentes tipos de
interacciones, los cuales han sido resumidos por Cheng (1980)
dentro de
tres categorías diferentes:
-
Interacciones hidrodinámicas entre el líquido y las partículas sólidas
dispersas, las cuales incrementan la disipación viscosa en la suspensión.
-
La atracción entre partículas que da lugar a la formación de flóculos,
agregados y estructuras.
-
El contacto partícula – partícula, el cual es la causa de las interacciones
de fricción.
Además de estas interacciones existe un número de factores que ejercen
gran influencia sobre el comportamiento de las dispersiones, tales como:
tamaño y distribución de tamaño de las partículas; composición química y
mineralógica
del
sólido;
composición
iónica
del
medio
dispersante;
concentración de la fase sólida; temperatura y pH.
A continuación se analizan brevemente los efectos de los factores más
importantes:
�Revisión bibliográfica. 11
Efecto de la granulometría.
En general, las suspensiones de partículas finas exhiben mayores
viscosidades que las de partículas gruesas, con excepción de aquellas
partículas que poseen propiedades magnéticas con las que ocurre lo
contrario, como es el caso de las pulpas de maghemita, según lo expresado
por Garcell ( 1994).
En un trabajo realizado por Garcell (1992), se confirmó que las pulpas
acuosas de laterita ( limonita) preparadas con partículas mayores de 90 µ m
no logran formar una estructura y muestran un comportamiento newtoniano;
en cambio, las preparadas con mezclas de partículas inferiores a 50 µ m
forman estructuras que comunican a la suspensión propiedades plásticas,
pudiendo ajustarse su curva al modelo de los plásticos Bingham.
Las pulpas de lateritas industriales muestran una distribución granulométrica
en la que predominan las partículas con tamaños inferiores a 43 µ m , de ahí
el comportamiento típico de los plásticos Bingham de estas suspensiones.
Efectos de la temperatura.
En general, en la mayoría de los líquidos y suspensiones se ha observado
una disminución de la viscosidad con el incremento de la temperatura. Se ha
comprobado que la disminución
de la viscosidad puede deberse
a dos
efectos, según Garcell ( 1993), a) disminución de la viscosidad del medio
dispersante; b) debilitamiento de las estructuras formadas por las partículas
al aumentar la temperatura.
Efecto de la composición mineralógica.
Se ha comprobado que las pulpas de mineral laterítco pueden presentar un
amplio rango de los valores del punto izo eléctrico (i.e.p.) o de su punto de
carga cero (p.z.c) en la dependencia de su composición mineralógica, según
lo expresado por Garcell ( 1993).
Este hecho hace que la viscosidad y estructuración de las pulpas de laterita
sean, a su vez, una función del pH.
Los cambios de la composición mineralógica, también influyen sobre las
características de sedimentación de las suspensiones de laterita y sobre la
estabilidad de las pulpas.
�Revisión bibliográfica. 12
Efecto de la concentración de sólidos.
Por lo general, en las suspensiones diluidas ( con valores de concentración
volumétrica ,φ , inferior a 10 % en peso de sólidos) el comportamiento de las
suspensiones es newtoniano . A medida que aumenta la concentración de
sólidos, se incrementan las interacciones de las partículas, con la tendencia a
formar flóculos, agregados y estructuras. Como consecuencia de esto, a
concentraciones
moderadas,
la suspensión
puede alcanzar el
comportamiento Seudoplástico. A concentraciones más altas, los efectos
hidrodinámicos son menos importantes, y , dado que las partículas se hayan
más cerca una de otras, se forman estructuras tridimensionales que le
comunican a la dispersión propiedades plásticas.
En trabajos realizados por Garcell (1993) y por Cerpa y Garcell (1997) con
pulpas de lateritas pudo determinarse que, para concentraciones menores de
18 % en peso de sólidos, estas pulpas exhiben un comportamiento
Seudoplástico que es prácticamente independiente de su composición
mineralógica. Y para contenidos de sólidos en el orden de 22 % en peso se
manifiestan propiedades plásticas, y
a medida que se incrementa la
concentración hasta 45 %, las viscosidades aumentan, dependiendo cada
vez más de la mineralogía del sólido. En estas condiciones, las curvas de
flujo, pueden ser ajustadas, en algunos casos, al modelo de Bingham, o al de
Bulkley – Herschel, en otros.
Efecto del pH.
En
las
suspensiones
grandemente
los
con
características
fenómenos
coloidales,
electrocinéticos
y
se
otras
manifiestan
propiedades
superficiales. En las suspensiones minerales, en la que la distribución de
tamaño muestra altos volúmenes de partículas finas se manifiestan también
estos fenómenos, los cuales son altamente dependientes del pH de la
suspensión. Para pH cercanos al punto isoeléctrico, el equilibrio atracción –
repulsión entre partículas se desplaza hacia la atracción debido al predominio
de las fuerzas de Van der Waals. En estas condiciones la suspensión
incrementa su inestabilidad y muestra los máximos valores de viscosidad,
debido a la formación de estructuras más fuertes. A pH alejado del i.e.p., son
�Revisión bibliográfica. 13
más importantes las fuerzas de repulsión de carácter electrostático entre las
partículas.
Es por ello que las partículas se dispersan más fácilmente, y la suspensión
adquiere más estabilidad y exhibe menores valores de viscosidad.
Otro aspecto importante está relacionado con la adsorción de iones en la
superficie del sólido, lo cual provoca variación de la carga superficial de las
partículas y desplazamiento del i.e.p. y de p.z.c , según Garcell (1994). En
general, cuando no hay adsorción específica de iones, los valores del i.e.p y
de p.z.c coinciden, sin embargo, cuando se adsorben cationes y aniones
los valores del i,e,p
y p.z.c experimentan desplazamiento hacia pH más
ácidos o más básicos, trayendo consigo cambios en el comportamiento de la
suspensión.
El pH juega un papel importante en el proceso de sedimentación de las
pulpas crudas. La experiencia indica que en el agua de reboso
el pH
disminuye su valor con el tiempo de contacto con el mineral laterítico. Novoa
( 1976) propone controlar el pH de la pulpa para lograr valores óptimos de 5,5
– 5,7 con el objetivo de lograr una mejor sedimentación y expone que a
valores mayores o menores de ese rango se observa un efecto negativo en
la velocidad de sedimentación. Los valores de pH alcanzados en este trabajo
difieren de los obtenidos por Valdés (1983), quien estudió los fenómenos
químicos coloidales de la pulpa laterítica, determinando el rango óptimo de
pH entre 6,6 – 7,6, cercano al punto izoeléctrico, lo que ha sido comprobado
por otro trabajo, entre los que se pueden mencionar el de Ferro (1984); sin
embargo Cerpa ( 1997) demuestra que el punto izoeléctrico se alcanza a pH=
4,8 – 8,4.
Esta diferencia puede estar dada por las condiciones de trabajo utilizadas en
cada caso y las características del mineral . Novos (1976) se limitó al estudio
de las condiciones de sedimentación variando el pH en un rango muy
estrecho ( 4-62). Por
otra parte Valdés (1983) realizó un estudio más
profundo a través de mediciones del potencial electrocinética de la partícula
por los métodos de macro y microelectroforesis en un intervalo de pH entre
0,3 y 12,4, estableciendo dos puntos izoeléctricos a pH entre 2 y 7
respectivamente; entre estos dos valores , la superficie de la partícula tiene
�Revisión bibliográfica. 14
carga positiva . Para un valor de de pH inferior a 2 o superior a 7, las
partículas se cargan negativamente . Cerca del punto izoeléctrico a pH de
6,6 – 7 , no existen fuerzas electrostáticas capaces de separar las partículas
entre sí y estas tienden a regularse con la formación de agregados que
sedimentan a mayor velocidad ; es a estos valores de pH que se alcanzan
las mejores condiciones de sedimentación de la pulpa cruda. Este trabajo
establece el valor de pH en que las pulpas sedimentan mejor; pero no tiene
en cuenta la procedencia o tipo del mineral de la pulpa, o sea su composición
granulométrica, mineralógica y química.
Beyris ( 1997) definió un nuevo indicador denominado Índice de
Sedimentación ( Ised) como la relación metal ligero/ metal pesado para
efectuar la homogenización de los minerales lateríticos, no alterando la ley
del
mineral
para
las
tecnologías
ácidas
permitiendo
predecir
el
comportamiento de la sedimentación, teniendo en cuenta la relación existente
entre los factores fundamentales que influyen como sistema en el proceso,
lográndose porcentajes de sólidos a 46,61 %.
Se verifica experimentalmente en el caso del índice de sedimentación ( Ised)
con valores menores que 0,22 para la homogenización de los materiales
laterícos y del Silicato de Sodio como un electrolito en concentraciones (0,001
– 0,0085) g/l, que constituyen vías para el mejoramiento de las condiciones
de sedimentación en la planta de espesadores de pulpa de la Empresa
“Comandante Pedro Soto Alba” de Moa.
1.6 Consideraciones generales sobre las colas de la “ Empresa
Comandante Ernesto Che Guevara”.
La información bibliográfica consultada sobre las características de las colas
puede ser resumida de la forma siguiente: Herrera
y colaboradores del
Centro de Estudios Aplicados al Desarrollo Nuclear (1994), efectuaron una
investigación sobre la caracterización de productos parciales y finales de la
Empresa René Ramos Latourt “Nicaro”. En este estudio se determinó que la
composición química de las colas de Nicaro es bastante similar a la que se
obtiene actualmente en la Empresa Ernesto Che Guevara de Moa; sin
embargo, se observan grandes diferencias en su composición mineralógica ,
por ejemplo, en todas las muestras analizadas, la fase principal es la
�Revisión bibliográfica. 15
magnetita con un contenido de 64 – 90% en peso. En cambio en el proceso
CARON de Moa la fase principal es la maghemita con un contenido en el
orden de 63 – 83 % en peso, esta diferencia se atribuye a las modificaciones
tecnológicas producidas en la fábrica Ernesto Che Guevara de Moa, que
puede haber ocasionado la oxidación de la magnetita transformándose esta
en maghemita , teniendo en cuenta que una vía tanto natural como sintética
de obtención de maghemita es precisamente mediante la oxidación de la
magnetita . (Ver anexo 1 - tablas 1y 2).
1. 7 Propiedades magnéticas de los materiales.
Muchos óxidos de hierro exhiben en mayor o menor grado propiedades
magnéticas según lo expresado por Costa (1996).Estos materiales pueden
adquirir las propiedades magnéticas por la acción del campo magnético
natural de la Tierra ó del campo aplicado de un equipo. Dependiendo de la
naturaleza del óxido de hierro (las características de su estructura atómica),
de la temperatura, de la intensidad del campo magnético aplicado (el campo
magnético natural de la Tierra es aproximadamente de 0.2 Gauss ) y del
tamaño y forma de las partículas,
adquiridas
pueden
variar
las características
magnéticas
de uno a otro material. Así, por ejemplo, la
hematita a 260°k es antiferrimagnética
y a 956° k es débilmente
ferrimagnética. Así mismo, la maghemita a tamaños menores de 10 nm es
súperparamagnética(no exhibe propiedades magnéticas) en cambio, para
dimensiones mayores, a temperatura ambiente, es ferrimagnética.
Entre los óxidos de hierro a temperatura ambiente, y para dimensiones
mayores a 10 nm, la maghemita y la magnetita son las que exhiben
propiedades magnéticas apreciables (ferromagnéticas), siendo mas notables
estas características en la magnemita. Las partículas de estos minerales
poseen formas elipsoidales en rotación y constituyen pequeños
imanes
naturales.
En el trabajo de Garcell y col. 1998 se determinaron las características
reológicas y magnéticas de suspensiones de nanopartículas de maghemita
de diferentes formas, tamaño y distribución de tamaño. Se observa que sus
fuerzas coercitivas y los magnetismos máximos y remanentes adquiridos se
incrementan con el aumento del tamaño de las partículas. Ello provoca un
�Revisión bibliográfica. 16
incremento en la viscosidad y en la magnitud del
ocurre con los materiales
τ 0,
contrariamente a lo que
no magnéticos en los que sus propiedades
reológicas disminuyen con el aumento del tamaño de sus partículas.
No se han encontrado trabajos relativos a los aspectos tratados para las
suspensiones de las cola del proceso CARON. Sin embargo, dado el hecho
de que en este estudio se ha podido determinar que la fase mineralógica
principal de estas pulpas es la maghemita – magnetita, es de esperar que
exhiba propiedades magnéticas y comportamientos similares que las
suspensiones de esos minerales puros.
1.8 Parámetros de hidrotransporte en el flujo de hidromezclas por
tuberías.
El análisis de las investigaciones realizadas por diferentes autores Dyurano
(1952), Ibenskii (1957), Kalinin (1965) , Mijailova (1966), Skelland (1970),
Karasik (1972), Gusarov (1972), Karasik ( 1972), Pérez ( 1970,1983,1984),
Parnoskaya (1976,1987), Smoldriev ( 1980, 1986, 1989), Nuruk (1979,1985),
Shekadeshvarsheischili (1981), Alexandro (1986), Izquierdo (1995), Darby
(2000), G y R (1995), Suárez (1998), Díaz (1999) muestran que las mismas
están dedicadas fundamentalmente a:
1.- Estudio de la estructura dinámica de diferentes flujos de suspensiones y
de las peculiaridades de los regímenes de movimiento del flujo portador de
partículas sólidas. Sobre esta base se construye el modelo físico y se deduce
la ecuación de equilibrio dinámico y la obtención de la dependencia de
cálculo a partir de la utilización de datos experimentales.
2.- Estudio de las regularidades del movimiento de los flujos con partículas en
suspensión, la influencia de partículas sólidas sobre su estructura cinemática
y establecer el enlace de las características locales e integrales.
3.- Determinar la magnitud de la energía que el líquido le trasmite a las
partículas sólidas de diferentes categorías. Este método se fundamenta sobre
el principio de considerar las fuerzas de interacción del líquido y las partículas
sólidas suspendidas en él.
De lo explicado anteriormente se observa, que la solución teórica de los
principales problemas del hidrotransporte es posible obtenerla solo de las
ecuaciones de la hidrodinámica. De igual forma, en relación con la
�Revisión bibliográfica. 17
complejidad de obtención de hidromezclas, se puede utilizar la teoría
semiempírica, la que se fundamenta sobre diferentes representaciones del
movimiento del flujo de las hidromezclas y de la variación de la influencia de
las partículas en el perfil de distribución de velocidades. Por ello, el segundo
aspecto encuentra su aplicación práctica y ha obtenido desarrollo en trabajos
realizados por la mayoría de los investigadores.
Como es conocido, durante el movimiento de un líquido homogéneo a
pequeñas velocidades por la sección de la tubería se subordina a la ley
parabólica.
2
r
1 − R
V= Vmáx
.......................................................................................................
(1.9)
Donde:
R – radio de la tubería
r - distancia del eje.
Vmáx – velocidad máxima para r = 0.
En el régimen turbulento, la distribución de velocidades para líquidos
homogéneos se describe por la ley logarítmica propuesta sobre la base de la
teoría semi empírica de Prandtl – Karman.
Vmáx − V
r
1
= ⋅ ln
V*
χ
r−y
..................................................................................................................... (1.10)
Donde:
χ
- constante de Karman;
y – distancia desde la pared del tubo hasta el punto analizado;
τ
V =
ρ
*
τ
τ
1
2
- velocidad dinámica, donde:
- tensión de rozamiento en la pared del tubo.
En varios trabajos según, Smoldriev (1966, 1980) , Karasik (1976), Agustín
(1983), Vennard (1986), muestran que la misma se muestra que debido a la
presencia mediante la existencia de gran cantidad de partículas pequeñas
puede variar el régimen de flujo de la suspensión. Desplazándose a lo largo
de la línea del flujo con velocidades prácticamente igual a la velocidad del
�Revisión bibliográfica. 18
líquido, disminuyendo la resistencia. Las partículas de tamaños medios, bajo
la acción de diferentes fuerzas se separan de ellas y las partículas más
grandes se separan de la frontera sólida, lo que provoca la destrucción de la
estructura del flujo, varían las características de las pulsaciones y la
intensidad de las turbulencias. Como resultado de esto surge el
desplazamiento transversal de las
partículas sólidas, variándose la
interacción mecánica en el flujo y modificándose el perfil de distribución de
velocidades en comparación con un líquido homogéneo.
Smoldriev y Col.( 1980), sobre la base del análisis de los resultados
obtenidos en diversos trabajos realizados por ellos y por otros autores con
hidromezclas de diferentes materiales de granulometrías y densidades
variadas (arcilla, carbón, caolín, desechos de la industria metalúrgica,
materiales de la construcción y otros), a distintos regímenes de flujo, rangos
de temperatura y diámetros de las tuberías lograron establecer y resumir
algunas regularidades en las características del flujo de los productos, Así, se
pudo comprobar que, no obstante las diferencias observadas en las
propiedades físico – mecánicas de los materiales y en las características del
medio dispersante, existen peculiaridades comunes que describen el flujo de
las hidromezclas estudiadas, en relación con sus comportamientos reológicos
con las pérdidas hidráulicas, con los perfiles de velocidad en diferentes
regímenes de flujo ( estructural, transitorio y turbulento).
Los resultados obtenidos por pulpas formadas por materiales de diferentes
formas, tamaño y granulometría, no responden a una expresión única, lo que
a obligado a dividir las hidromezclas en diferentes grupos, la más utilizada es
la (159), que clasifican estas pulpas según el tamaño de las partículas de la
siguiente forma:
Hidromezclas
Muy gruesas
Gruesas
Dispersas gruesas
Dispersas finas
Estructurales
Coloidales
Tamaño, mm
10 – 300 mm
2/3 – 10 mm
0,15 – 2/3
0,05 – 0,15 /0,2/
0,05 – 0,005
0,005
�Revisión bibliográfica. 19
Esta clasificación en nuestra opinión más cerca que cualquier otra responde a
las tareas de hidrotransporte y refleja muy bien múltiples resultados
experimentales y será la utilizada en este trabajo.
A partir de esta clasificación las pulpas de hidrotransporte por el proceso
CARON, se encuentran en el grupo de las finamente dispersas hasta las
coloidales y se hace necesario investigar los factores que inciden en la
variación de las propiedades físico – mecánicas de las hidromezclas por las
posibles influencias que pueden tener las características reológicas en los
parámetros de hidrotransporte
y en particular factores tales como:
concentración, tamaño, granulometría, composición mineralógica y otras.
Las investigaciones experimentales realizadas hasta el presente
en
hidrotransporte de minerales sólidos se refieren fundamentalmente a la
determinación de las pérdidas específicas por rozamiento, la velocidad crítica,
densidad de la pulpa y régimen racional que en última instancia determinan
los indicadores técnico – económico de hidrotransporte.
El régimen con que se puede transportar estas mezclas
varía desde el
puramente laminar hasta el puramente desarrollado, en la (figura 2, curva 1
del anexo1) se observa, que la hidromezcla se desplaza prácticamente como
si fuera un cuerpo sólido y ocupa toda la sección de la tubería.
Con el aumento de la velocidad del movimiento los enlaces estructurales no
logran restablecerse y el flujo ocurre con una viscosidad constante
y
pequeña, prácticamente no se rompe la estructura. A este régimen se le
llama régimen de flujo estructural. Para la curva de flujo, la recta del flujo i =
f(v) se expresa por la ecuación lineal Svedova – Bingham, lo que posibilita
calcular el régimen de flujo establecido (el perfil de velocidades establecidas
en condiciones de desplazamiento homogéneo). Señalamos, que para valorar
este régimen se puede utilizar además el parámetro de viscosidad efectiva
µe
, la cual disminuye con el incremento del gradiente de velocidad. En este
caso los cálculos se complican. Unido a esto , la utilización del esquema
indicado de flujo viscoso plástico posibilita con facilidad resolver las tareas
prácticas. Para describir el flujo de hidromezcla en este régimen se utilizan
�Revisión bibliográfica. 20
dos parámetros independientes: la viscosidad η y la tensión dinámica limite o
limite dinámico de fluidez τd.
Durante la transición del flujo laminar al turbulento, el valor de la viscosidad
estructural disminuye con el aumento de las tensiones tangenciales (o el
gradiente de velocidad), sin embargo cuando se alcanza el limite dinámico de
fluidez, la viscosidad estructural permanece prácticamente constante. Por
cuanto en la práctica en la mayoría de los casos se logra el régimen
estructural, lo que mayor interés representa es el estudio de la influencia de
la concentración de sólido, temperatura, sus propiedades superficiales y otros
factores que influyen en los parámetros reológicos
La curva 2 ( figura 2b del anexo 1), caracteriza la distribución de velocidades
en un flujo de una suspensión de caolín, correspondiente al régimen
de
movimiento estructural. El perfil de velocidades justifica la existencia de zonas
características en el flujo cercano a la pared con estructura y distribución de
velocidades parabólicas, y la zona central con una estructura constituida
(núcleo del flujo); de igual forma mantiene una deformación pequeña. A
medida que aumenta la velocidad media, el espesor de la zona cercana a la
pared con estructura destruida se aumenta. Perfiles de velocidades
semejantes se han obtenido para suspensiones de arcilla, carbón, materiales
de la construcción, etc. Ellos corroboran; que el régimen de flujo plástico
viscoso de Svedova – Bingham corresponde con el perfil de velocidades real.
El análisis preliminar demuestra; que el espesor de la capa cercana a la
pared con estructura destruida
aumenta con rapidez, pero el grado de
destrucción de la estructura de la hidromezcla se encuentra en dependencia
directa a las dimensiones del flujo.
Con el aumento del gradiente de velocidad en el flujo la hidromezcla entra en
un proceso de destrucción de la estructura, después del cual el aumento
posterior del gradiente de velocidad no provoca una caída considerable de la
viscosidad. Es necesario señalar, que para una serie de mezclas el limite de
destrucción de la resistencia ocurre en el régimen transitorio, cuando el flujo
se mueve como un líquido homogéneo con una viscosidad mínima
µ min. . La
zona lineal de la curva reológica de la mezcla estructural, fluye a tal régimen
�Revisión bibliográfica. 21
que pasa, a través del inicio de la ordenada; por eso la viscosidad del sistema
se determina como newtoniano. Esta misma viscosidad se mantiene en el
régimen turbulento.
Cuando es alta la viscosidad del medio (es alta la concentración de la fase
sólida) con frecuencia no se presenta la posibilidad de alcanzar un grado
limite de destrucción de la estructura antes de que aparezca la turbulencia o
la destrucción del flujo suave. Por eso para algunas
hidromezclas de alta concentración no existe el régimen turbulento. Así, las
mediciones realizadas con suspensiones de arcilla demuestran un paso
directo del régimen estructural al régimen de flujo turbulento sin pasar por la
zona considerada de velocidades transitorias (o existe una zona muy
pequeña).
Esta peculiaridad es característica para suspensiones con elevado valor de
concentración de la fase sólida y un alto valor de τ0. Este factor justifica
también los experimentos realizados con suspensiones de polvo y granos de
minerales.
En algunos casos, mediante el movimiento de suspensiones fibrosas (de
masa de papel, turba,
sedimentos de agua subterráneas
a pequeñas
concentraciones) se ha observado la intersección de las curvas de flujo de la
suspensión con las curvas del agua i =f(v); es decir en algunas zonas las
curvas i =f(v) se distribuyen por debajo, fundamentalmente como resultado de
la disminución de la densidad del medio. Sobre el régimen de movimiento de
tales suspensiones se puede juzgar por los datos medidos por E.Gaize,
X.Ianke , representado en ( figura 5, anexo 1 ), donde , se observa un paso
rápido del régimen estructural al régimen de flujo turbulento, por ejemplo las
curvas
2 – 4. Ello se explica por la variación de las
características del
material (desecho de papel cartón y otros) cuando se le adiciona agua hasta
alcanzar una concentración volumétrica 8.6 %.
Análisis del transporte hidráulico en el proceso carbonato amoniacal en
la Industria del níquel.
El proceso carbonato amoniacal en la Empresa Comandante Ernesto Che
Guevara de Moa, el transporte de pulpa se realiza desde los tanques de
�Revisión bibliográfica. 22
contacto en la entrada de la planta de lixiviación hasta la evacuación final de
las colas.
En el proceso de transportación de acuerdo con la densidad de las pulpas y
con una misma granulometría varían los parámetros de transportación y su
régimen de trabajo, esta situación requiere de un estudio reológico para la
determinación del tipo de hidromezclas, por otra parte la presencia de
amoníaco en las colas y su alto grado de solubilidad Daniel, Alberty (1963),
hace que con presiones relativamente bajas la cantidad disuelta en la pulpa
sea relativamente alta, la caída de presión provoca el desplazamiento de una
fase gaseosa que pueda ocupar una sección que hace variar los parámetros
de flujo. En la práctica se crea además de la fase sólida y líquida, una fase
gaseosa adicional, en esencia el flujo de la hidromezcla en la planta de
recuperación de amoníaco está afectado, tanto por las posibles propiedades
reológicas de las mismas como por la presencia de la fase gaseosa.
Otra forma de aplicación del transporte hidráulico se encuentra en la Empresa
Comandante Pedro Soto Alba, donde se utiliza el transporte de pulpas
lateríticas por gravedad y a presión. El transporte por gravedad se realiza
desde la planta de preparación de pulpa hasta los espesadores de pulpa, con
una suspensión de 25 – 30 %de peso en sólido, por una tubería de hormigón
de 610 mm de diámetro y 5129 m de longitud. El transporte a presión se
realiza desde los espesadotes de pulpa hasta la planta de lixiviación con
ayuda de bombas centrífugas, a través de una tubería de 460 m de longitud y
508 mm de diámetro.
Shichenko (1951) Sobre la base de las investigaciones experimentales
estableció; que en el movimiento de mezclas de arcilla por tuberías se
presentan dos regímenes de flujo, el estructural y turbulento. Como resultado
de las investigaciones fue establecido, que la distribución de velocidades por
la ecuación de Svedova – Bingham, ocurre solo a velocidades del flujo hasta
V= 0,6 m/s.
Ivenski ( 1957) mediante el estudio de los regímenes de movimientos de las
mezclas de materiales de la construcción por tuberías de diferentes diámetros
estableció, que existe el régimen estructural en los limites de velocidades
hasta 0.5 m/s, se observa el régimen estructural, que se acompaña de la
�Revisión bibliográfica. 23
rotación de los granos, lo que conlleva a la destrucción de los enlaces
estructurales.
En el trabajo de Iakovlev (1962), se exponen los resultados de estudios
experimentales, los cuales demuestran que, el movimiento de líquidos
estructurales por tuberías
se caracteriza por la presencia de un núcleo del flujo, que se mueve con
velocidad constante como un cuerpo compacto.
Pakrovskaya (1985) , realiza un amplio estudio técnico – práctico donde
abarca temas muy importantes y novedosos entre los que se destacan:
características, parámetros y regímenes de transportación de hidromezclas
de diferentes grados de saturación; métodos para la preparación de pulpas
para el hidrotransporte, desgaste hidroabrasivo de los sistemas de tuberías
durante la transportación de materiales abrasivos; fiabilidad del trabajo de las
instalaciones de hidrotransporte; métodos de control y regulación de los
parámetros de hidrotransporte de los golpes hidráulicos; valoración
económica de la efectividad del transporte hidráulico.
Pérez Barreto; en su trabajo [1979], sobre la base de las investigaciones
teórico experimentales y el análisis de otros autores determinó los parámetros
y estableció los regímenes racionales de hidrotransporte de
minerales de hierro y concentrados . Elaboró las recomendaciones sobre la
modelación de las suspensiones, selección de los regímenes efectivos y la
metodología para la determinación de los parámetros de materiales sólidos
de alta densidad en flujos de alta densidad ( hasta 40 % de sólido por
volumen).
Suárez en su trabajo 1998, hace referencia a la elaboración del modelo
físico – matemático del movimiento de suspensiones de serpentinita blanda
por tuberías, basado en los resultados de las investigaciones de las
propiedades reológicas , la determinación de las regularidades de la variación
de los coeficientes de resistencia
hidráulica en dependencia de la
concentración másica en el intervalo de 40 a 80 % en régimen laminar; la
determinación de las pérdidas específicas de presión para el movimiento de
dichas suspensiones en régimen turbulento; la determinación de las
�Revisión bibliográfica. 24
ecuaciones para la obtención de la velocidad crítica y la velocidad límite de
caída de los granos de serpentinita dura.
Izquierdo en su trabajo (1989) sobre la determinación de los parámetros y
regímenes de hidrotransporte de mineral laterítico aplicable a
las condiciones del proceso productivo de la Empresa comandante Pedro
Soto Alba determinó las propiedades físico – mecánicas de las hidromezclas,
formuló el modelo físico – matemático del flujo de las pulpas lateríticas;
comprobó que durante el flujo dependiendo de la velocidad de las pulpas y de
la concentración del sólido, se presentan los regímenes estructural, transitorio
y turbulento, obtuvo las dependencias para determinar el coeficiente de
resistencia hidráulica para el movimiento del régimen estructural y las
pérdidas hidráulicas durante el movimiento de la hidromezcla en régimen
turbulento.
1.9
Requerimientos energéticos para el transporte de hidromezclas
sólido - líquido no newtonianas por tuberías. Balance de energía
mecánica.
Ecuación de balance de energía mecánica.
Para el diseño de sistemas de tuberías se requiere conocer la relación entre
los gradientes de presión (∆P/L), requeridos para lograr flujos volumétricos,
(Q), en un intervalo de diferentes diámetros, (D), del tubo, a distintas
temperaturas de operación y diferentes propiedades físicas de los fluidos.
Las expresiones que relacionan las variables señaladas en el régimen
laminar, para los modelos reológicos más difundidos en la literatura, así como
las limitaciones que puedan tener en su precisión en los sistemas de flujo con
diámetros relativamente grandes. De ahí, que, en los cálculos de ingeniería,
se prefiera hacer uso de las expresiones que relacionan el factor de fricción
de Fanning con el número de Reynolds y con otros números adimensionales,
tanto en régimen laminar como en turbulento
Skelland (1970), Rosabal
(1988).
Una de las leyes fundamentales de la mecánica de los fluidos se expresa
mediante la ecuación de balance de energía mecánica aplicada al sistema de
flujo en cuestión Skelland (1970), Rosabal (1988) . En la mayoría de los
textos de ingeniería química, el balance de energía mecánica para
�Revisión bibliográfica. 25
condiciones estacionarias de flujo se conoce como ecuación de Bernoulli, y
se ilustra sus aplicaciones para el caso particular del flujo newtoniano.
En el caso específico del flujo de suspensiones minerales no newtonianas
también se aplica el balance de energía mecánica en un sistema de flujo, al
cual entra el fluido por un plano (1) y sale por un plano (2).
Z1 ⋅ g P1
Z ⋅ g P2
+ + Ec1 = 2
+ + Ec2 + WS + ΣF ......................................... (1.11)
ρ
ρ
gC
gC
Donde:
Zg - Es la energía potencial para una altura vertical referida a un plano horizontal de referencia tomado arbitrariamente, m2/s.
P
ρ
- Es la energía de presión hidrostática, m2/s2.
EC - Es la energía cinética medida por unidad de masa, m2/s2.
WS – Es el trabajo por unidad de masa (como trabajo por una bomba sobre el
fluido).
ΣF – Es la energía mecánica convertida a energía térmica como resultado de
las fricciones del fluido, m2/s2.
ΣF =
∆Pf
ρ
+ (pérdidas por fricción por unidad de masa debido a los efectos de
entrada, de accesorios, de equipos, etc). ..............................................( 1.12)
En la expresión ( 1, 13 ), ∆Pf es la caída de presión por fricción asociada con
el flujo totalmente desarrollado a través del sistema de flujo. El término (∆Pf
/ρ) se refiere a los tramos de tubería rectos, y por lo general, es el
componente dominante en la mayoría de los sistemas de tuberías, excepto
en aquellos casos en los que esos tramos sean cortos y el número de
accesorios y válvulas sea grande.
Para el flujo no newtoniano, los términos EC y ΣF dependen de la naturaleza
reológica del fluido, y, por tanto, de los parámetros característicos del modelo
reológico que describe la curva de flujo.
El término de pérdidas de fricción, ΣF, puede estimarse mediante la definición
siguiente [4].
�Revisión bibliográfica. 26
ΣF =
1
⋅V
2
2
⋅ eV ...................................................................................... (1.13)
En la que eV (adimensional) es el factor de pérdidas de fricción, el cual es una
función del número de Reynolds y de las relaciones geométricas del sistema
de flujo.
Para el flujo por tuberías rectas circulares,
L
eV = 4 f ............................................................................................ (1.14)
D
Donde f es el coeficiente de fricción de Fanning.
Combinando las expresiones (1.14) y (1.15), se obtiene:
L V
ΣF = 2 f
D gC
2
.................................................................................... (1.15)
La caída de presión en una tubería para materiales que siguen el modelo de
Bingham (plásticos ideales) se expresa en términos de variables de operación
y de los parámetros reológicos y geométricos del sistema de flujo:
∆P = φ D, L,υ , ρ , µ ,τ o , g
p
.................................................................... (1.16)
Aplicando el análisis dimensional y la correspondiente manipulación de los
términos, se obtiene una relación entre variables adimensionales que
agrupan las variables de la expresión 1.17. Así, se llega a la expresión que
relaciona al factor de fricción (f)con los números de Reynolds (Re) y de
Hedstrom (He) Skelland (1970) y de Froude (Fr):
Dυρ D 2 ρτ υ 2
D(∆P ) / 4 L
0
,
.............................................(1.17)
f =
= φ
,
2
ρυ 2 2
µ p µ p gD
Dυρ
; He =
Donde el Re=
µ
p
D 2 ρτ 0
; Fr =
µ 2
p
υ2
gD
Para hidromezclas que no contienen gases y tuberías llenas del fluido
completamente, el Fr no tiene influencia. Por tanto, para esos casos, la
ecuación (1,19) se puede representar en un gráfico de f vs Re con He como
parámetro en la región laminar. Para flujo altamente turbulento se obtiene una
curva prácticamente independiente del número de He. La región laminar y la
turbulenta y es función del Re y del He.
�Revisión bibliográfica. 27
En un trabajo publicado por Darby (2001) se proponen las expresiones que
describen la ecuación (1,19) para las tres regiones:
Región Laminar
FL =
16
He 1 He 4
1
+
−
.................................................................. (1.18)
Re 6 Re 3 3 f 3 Re 7
Región turbulenta desarrollada:
FT =
10c
Re 0,193
−5
He
C = - 1,378 1 + 0,14e− 2,9.10
................................................... (1.19)
Región de transición
F=
(f
β
L
β = 1,7
+ fT
β
)
1 β
................................................................................. (1.20)
40000
R
e
El sistema de ecuaciones (1.19,1.20,1.21) se describe gráficamente en la
(figura 5 del anexo1)
Para sistemas trifásicos (sólido – líquido – gas) es necesario tener en
consideración el numero de Fr. Este tipo de sistema es poco tratado en la
literatura, sobre este aspecto se abordará en el próximo epígrafe.
1.10 Características del flujo de hidromezclas trifásicas por tuberías.
En muchas industrias químicas y metalúrgicas se manipulan suspensiones
trifásicas (conformadas por una mezcla sólido-líquido-gas). En este epígrafe
se analizan los modelos físicos sobre sistemas trifásicos que fluyen por
tuberías es la única fuente bibliográfica encontrada que aborda esta temática,
es el trabajo de Mijailov (1994) , ya que no se dispone de otras fuentes sobre
este tema. El tema de flujo trifásico es poco tratado en la literatura.
Las experiencias demuestran que las estructuras del movimiento de las
mezclas dependen de la fracción volumétrica del gas y de la velocidad de la
fase líquida en la mezcla y es independiente de la forma de entrada del gas
en la tubería.
�Revisión bibliográfica. 28
En el caso de velocidades de la fase líquida, por tuberías, que no excedan
de 3 – 3.5 m/s, se pueden formar las siguientes estructuras estables del
movimiento de la hidromezcla trifásica.
Estructura
emulsionada:
Está
compuesta
por
burbujas
de
gas
relativamente pequeñas, la cual está más o menos uniformemente distribuida
en los limites del área del flujo de la hidromezcla. Esta estructura es posible
cuando la fracción volumétrica del gas en la mezcla es relativamente baja.
En una primera aproximación se considera, que la estructura emulsionada en
tubería vertical será estable cuando.
C ≤ 0.05Fr
0.2
.......................................................................................... (1.21)
Donde: C – fracción volumétrica del contenido de gas en la mezcla.
Fr – el número de Froude.
Estructura lamelar ( también se le denomina obturada) se representa por
capas alternadas de la fase líquida y del gas, las cuales ocupan
prácticamente toda la sección de la tubería. El gas, en este caso se mueve
con grandes burbujas, las cuales ocupan toda la parte central de la sección
de la tubería y se asemeja por su forma a un proyectil , que atraviesa la fase
líquida. Las partículas sólidas, contenidas en la mezcla, por la acción de las
burbujas de aire se acumulan junto con el agua a las paredes de la tubería.
La estructura lamelar en dependencia del volúmen contenido de aire y la
velocidad de la mezcla posee algunas peculiaridades con diferentes
características de flujo.
El limite superior de la existencia de la estructura lamelar estable en una
tubería vertical se puede considerar para
C = 0.5 Fr
0.1
............................................................................................ (1.22)
En las tuberías horizontales, cuando es constante la entrega de gas en el
flujo de obturación estacionario, se observa que ocurre la separación de la
mezcla: la parte superior (no mayor de la mitad) de la tubería esta ocupada
por gas, y la inferior - con mayor velocidad se mueve la hidromezcla no
gasificada.
Estructura de barra o película. Es característica para mezclas con alto
contenido de gas. El gas ocupa completamente la parte media de la sección
�Revisión bibliográfica. 29
por toda la tubería, las fronteras entre diferentes burbujas de la estructura
lamelar esta destruida, y en la tubería se mueve como si fueran dos flujos
independientes: por la parte central – el gas, a lo largo de la pared – el flujo
de un anillo fino de la fase líquida. Por el limite superior esta estructura se
pude tomar.
C = 0.65Fr
0.05
........................................................................................... (1.23)
Resistencia hidráulica durante el movimiento de la mezcla trifásica.
La alta complejidad de la estructura y dinámica del movimiento del flujo de la
mezcla trifásica no posibilita por ahora determinar las resistencias hidráulicas
por vía teórica. Por eso todas las dependencias para la determinación de las
pérdidas de presión durante el movimiento de las mezclas trifásicas poseen
un carácter empírico.
Para tuberías horizontales la caída de presión total por unidad de longitud se
puede escribir en forma:
∆PT = ∆P0 + ∆Pg ................................................................................... (1.24)
Donde ∆PT – caída presión total resultante.
∆Po – caída presión de la hidromezcla por efectos de fricción.
∆Pg – caída de presión por aceleración de la mezcla como resultado de la
expansión del gas.
Según la (ecuación 1.34), la caída de presión en la tubería, para un sistema
trifásico, es mayor que para un sistema bifásico sólido – líquido en iguales
condiciones de operación debido al efecto que ejerce la presencia y el
movimiento de la fase gaseosa .
Como se verá
en el capítulo III, al parecer el modelo físico que mejor se
ajusta al flujo de las colas es el de estructura lamelar u obturada, de acuerdo
con lo observado durante los ensayos experimentales en las tuberías
horizontales de la instalación semi - industrial utilizada.
En
el estudio realizado por Hurtado (1999), éste hace un análisis y
evaluación de las afectaciones ambientales que provocan cada una de las
zonas que componen el complejo industrial “Cdte. Ernesto Che Guevara”,
donde los impacto de mayor influencia se muestran en la figura 6 ,anexo 1)
�Revisión bibliográfica. 30
La instalación de bombeo de los desechos lixiviados (colas) presentan fallos y
averías producto al desplazamiento de gases y altas temperaturas, las
bombas extraen en estado cavitacional lo que provoca ruidos, bajos
rendimientos
de
la
instalación,
consumo
de
energía
elevado
y
desprendimiento de gases al entorno que afecta directamente la salud de los
trabajadores.
1.11
•
Conclusiones del capitulo I.
En las etapas de explotación de la instalación industrial de hidrotransporte
se confrontan dificultades con el trasiego de los desechos lixiviados (colas
del proceso CARON), así como problemas de eficiencia tecnológica de
dicha instalación.
•
En la bibliografía consultada se hace referencia en general, al estudio de
las propiedades superficiales y de flujo de suspensiones acuosas con
partículas de Maghemita, pulpas minerales (de lateritas férricas,
bentonitas, arcilla, cemento, etc.) así como los polímeros. No se ha
encontrado información sobre estos aspectos para los desechos lixiviados
(colas) de las industrias que trabajan bajo la tecnología del proceso
CARON, con las cuales se han confrontado ciertas dificultades en su
manipulación y transportación con los sistemas de hidrotransporte
existentes en las empresas que operan con el mencionado proceso
tecnológico.
•
En la literatura no reencontró información sobre la influencia que tienen
diferentes factores tales como: propiedades magnéticas, granulometría,
mineralogía
concentración de la fase sólida, temperatura y pH de la
suspensión sobre el hidrotransporte de las suspensiones de las colas y
sus requerimientos energéticos.
•
En la bibliografía consultada es insuficiente la información acerca del flujo
con tres fases de las colas a través de tuberías de sistemas con tres
fases, de ahí la necesidad del estudio experimental de este sistema, en
particular.
•
Entre los óxidos de hierro, la magnetita y la maghemita son los minerales
que
a
temperatura
ambiente
exhiben
propiedades
magnéticas
�Revisión bibliográfica. 31
apreciables y sus partículas se comportan como pequeños imanes
naturales, no se han encontrado trabajos que traten este aspecto del
magnetismo para las colas del proceso CARON. No obstante los
resultados obtenidos por varios autores sobre las características
magnéticas de las suspensiones de maghemita sirven como punto de
referencia para el análisis de las pulpas de cola en este aspecto.
•
Existe un manejo ambiental inadecuado de las instalaciones de
hidrotransporte
explotación,
y deposición de las colas durante todo el periodo de
que
ha
originado
afectaciones
ambientales
severas
relacionadas con el vertimiento de residuales sólidos (colas del proceso
CARON), así como emisiones a la atmósfera de grandes volúmenes de
material particulado (polvo) y gases, fundamentalmente amoniaco y
dióxido de carbono.
1.12.
Planteamiento del problema.
El estudio bibliográfico ha mostrado una serie de aspectos que no se
encuentran actualmente deslucidazo y el análisis realizado muestra la
necesidad de efectuar investigaciones teóricas y experimentales que
permitan en última instancia obtener una metodología de cálculo técnico y
científicamente argumentada para la evaluación de las instalaciones
existentes ,el diseño y ejecución de nuevos proyectos.
El sistema de hidrotransporte en la Empresa Ernesto Che Guevara presenta
fallas y averías producto al desplazamiento de gases y altas temperaturas,
las bombas entran en régimen cavitacional lo que provoca ruidos, bajo
rendimiento de la instalación, consumo de energía elevado, lo que incrementa
los costos o la amortización.
A los dos problemas señalados anteriormente se le agrega la necesidad de
recomendar un régimen de trabajo que evite la cavitación y disminuya los
consumos energéticos.
Para lograr el objetivo propuesto es necesario resolver las siguientes tareas:
1 - Análisis crítico de la fuente.
2 – Determinar las propiedades físico – mecánica de las colas.
3 – Elaborar y fundamentar el modelo físico – matemático para el flujo de
pulpa de cola a alta temperatura.
�Revisión bibliográfica. 32
4 – Realizar las investigaciones teóricas y experimentales de los principales
parámetros hidráulicos de las colas.
5 – Elaborar la metodología de cálculo y proyección del hidrotransporte de las
colas a partir del modelo matemático que se obtenga.
6 – Elaborar la recomendaciones en particular definir el régimen de trabajo
para la reducción del consumo energético y del gasto de las inversiones.
�Caracterización de las colas.
39
CAPITULO II. CARACTERIZACION DE LAS COLAS.
2.1 Áreas del proceso tecnológico que dan origen a las muestras de
estudio en el presente trabajo.
En la figura 2.1 se presenta un esquema muy simplificado de la mayor parte
del proceso tecnológico de la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara
de Moa. En el mismo se aprecia la ubicación de la Planta de Recuperación
de Amoniaco y del pozo de cola que son las fuentes de obtención de las
muestras en la presente tesis.
Licor rico en Amoníaco y CO2
Planta de
Hornos
Planta de
Lixiviación
y Lavado
NH3
Suspensión de sólido residual
(Desecho Lixiviado) con alto
contenido de NH3
Planta de
Recuperación de
Amoníaco.
Carbonato
Básico de
Níquel
Pozo de cola
Planta de
Calcinación y
Sinterización
Dique
Desecho Lixiviado (cola)
con bajo contenido de NH3
Figura. 2.1 Esquema de la parte del Proceso Tecnológico donde se
obtienen, transportan y almacenan los desechos lixiviados (colas).
2.2
Materiales y técnicas utilizadas.
Se estudiaron las pulpas correspondientes a 6 muestras compósitos
industriales de desechos lixiviados (colas) del proceso CARON de la
Empresa Comandante Ernesto Che Guevara, que transitan por el proceso
de recuperación de amoniaco. Con vistas a obtener dichas muestras (sólido
seco)se tomaron distintos volúmenes de sus hidromezclas en el pozo cola
de la planta de Recuperación de Amoniaco y en la descarga de las líneas
�Caracterización de las colas.
40
que llegan al dique, en diferentes períodos con la finalidad de lograr una
mayor representatividad de las mismas en la determinación de las
características químicas, granulométricas, mineralógicas y magnéticas del
mineral residual que se obtiene en las etapas del proceso carbonato
amoniacal, donde dicho material es transportado mediante un sistema de
flujo. Estos volúmenes de hidromezclas tomados fueron desecados,
posteriormente. Los sólidos secos , obtenidos en cada período fueron
mezclados debidamente, conformándose así las muestras compósitos que
se identificaron como R-1, R-2, etc., según el período que corresponde a
cada una de ellas.
Con cada suspensión se realizaron ensayos reométricos a diferentes
concentraciones de sólidos (desde 25 – 60 %) en peso, a distintas
temperaturas ( en el rango de 28 - 900 C) y
pH, de acuerdo con las
condiciones del proceso productivo de la industria. Para cada concentración
y temperatura se realizaron tres réplicas, lo que permitió que los resultados
obtenidos sean confiables. Para cambiar los valores de pH, durante la
determinación de sus curvas de flujo, se utilizaron soluciones 0.1M de HNO3
y KOH.
Las mediciones de pH se efectuaron con un peachímetro digital Corming
M-140 de fabricación inglesa.
Las muestras fueron caracterizadas mineralógicamente por difracción de
Rayos X (según el método de policristalinos), utilizando un difractómetro
alemán del tipo HZ6-4; empleando el software SEIFEKT, X – Ray Tecnology,
versión 2.26 de 1999(Alemania),
Las características químicas de las muestras se evaluaron empleando
técnicas de fluorescencia de Rayos X y espectroscopia de absorción atómica
(espectrofotómetro CDN-18).
La morfología y distribución del tamaño de las partículas se estudiaron
mediante microscopía óptica a través de un microscopio binocular, tipo
Stereomikroskop Technival, microscopía electrónica y por análisis de
tamizado por vía húmeda (con juegos de tamices según la serie de Tyler).
Las mediciones de las características magnéticas estáticas de las muestras
de cola se realizaron en los laboratorios del Centro Nacional de
�Caracterización de las colas.
41
Electromagnetismo Aplicado (CNEA) de la Universidad de Oriente, utilizando
el magnetómetro vibracional mvm 2000 a la temperatura de 25 ± 1°C.
Para la realización de la caracterización reológica se utilizó un reómetro
rotacional del tipo Rheostest 2.1 de cilindros concéntricos de fabricación
alemana. Para obtener las curvas de flujo que mejor describen los datos, el
modelo reológico y los parámetros reológicos de cada curva, se empleó el
método de los mínimos cuadrados mediante el software TIERRA Versión 2.0
de Legrá (2002) y el Microsoft Excel 2000 de Microsoft Office.
Las pruebas de estabilidad fueron realizadas en una instalación de
laboratorio que cuenta con un peachímetro digital HANNA-PH 211.
Los ensayos de sedimentación se realizaron en pruebas de banco con
probetas de laboratorio graduadas de 1000ml y un cronómetro.
La investigación de los parámetros y regímenes de hidrotransporte de las
colas se realizaron en una instalación de escala semi - industrial construida
en el ISMM (única de su tipo en Cuba), dotada con el equipamiento,
instrumentos de medición y control necesario y en la instalación de
hidrotransporte industrial en explotación, ubicada en la Planta de
Recuperación de amoníaco.
2.3 Diseño experimental e inferencia estadística.
Para
la realización de los experimentos, con vistas a correlacionar el
esfuerzo cortante y la viscosidad plástica con el contenido de los materiales
y la temperatura, para el caso de los desechos (colas), se planteó un diseño
factorial de experimentos abc, ver Tabla 2.1,González E.S (1996) y
González B.M (1997) , con tres réplicas centrales, de la siguiente manera:
Figura 2.2. Variables para los residuos lixiviados (colas).
�Caracterización de las colas.
42
Se realizaron los ensayos experimentales con cada una de las seis
muestras, ellas a diferentes concentraciones de sólidos, temperatura y pH,
de acuerdo con las condiciones del proceso productivo de la industria. Para
cada caso, se siguió el mismo diseño experimental.
Al analizar el aspecto de la reproducción para decidir cuantas réplicas
realizar en cada experimento tuvimos en cuenta que en los posibles modelos
que pudieran obtenerse a partir de la matriz experimental se consideraron
los que incluyen las relaciones lineales entre las variables y sus
interacciones por lo que sería necesario examinar el error experimental de
cada variable y de sus interacciones cosa que solo puede hacerse si se
tienen 3 o más réplicas, ya que con 1 réplica la media µ de los valores para
un experimento coincide con el valor de la réplica y el error experimental
ee =
∑x
i
−µ
n
(n es el número de réplicas) es nulo; con dos réplicas los
resultados de la media y del error experimental pueden estar muy
influenciados por una medición anómala (lo cual sería contraproducente) y
además la varianza S
2
∑ (x
=
i
− µ)
2
n −1
tendría una dificultad semejante.
Por otra parte se consideró que la calidad de la tecnología que se utilizaría
para desarrollar las mediciones permitía una alta precisión con muy pocas
posibilidades de que se introdujeran errores sistemáticos y que el costo de
cada experimento era alto lo cual implicaba debía seleccionarse el número
de réplicas mínimos económicamente permisibles, por lo que se decidió
realizar 3 réplicas en cada experimento.
El procesamiento digital de las tablas de datos se realizó mediante el
software Tierra Versión 2.0 del 2002.
2.3.1 Modelación matemática
El problema puede describirse por la necesidad de obtener expresiones que
modelen las tendencias de los fenómenos estudiados con el fin de
conceptualizar las cualidades de las mismas en sus diferentes fases y
tengan un nivel satisfactorio de potencia de pronóstico lo cual garantiza la
simulación del comportamiento de los fenómenos bajo diferentes regímenes
de trabajo.
�Caracterización de las colas.
43
Por el carácter de los datos (obtenidos a partir de diseños de experimentos)
se decidió realizar solo un estudio básico estadístico de los datos de cada
parámetro y considerando la alta precisión de las mediciones se decidió
conservar todos los datos.
A continuación se procedió a evaluar los posibles métodos o tipos de
modelos matemáticos que pudieran representar el comportamiento de los
parámetros. A partir de pruebas realizadas y de consultas efectuadas a
especialistas matemáticos Legrá (2002); y de la bibliografía consultada Levi
(1962), López (1982), Lastov (1996), González (1996, 1997), Hernández
(2001) se seleccionó el método de ajuste por los mínimos cuadrados.
Este método puede describirse (para una variable independiente y sin perder
generalidad) por la ecuación general (Modelo Lineal Generalizado):
k
y = ao + ∑ ai f i ( x) ………………………………………….…………(2.1)
i =1
Donde x es la variable o parámetro independiente; y es la variable
dependiente; ao y ai son los coeficientes ajustados; k es el número de
sumandos de la expresión mínimo cuadrado y debe ser menor que el
número de datos. Las funciones fi(x) deben ser independientes entre sí (por
ejemplo no se pueden utilizar al mismo tiempo x y 2x ).
Para cada caso, los esfuerzos se concentraron en determinar el mejor
conjunto de funciones fi(x) tal que se cumplieran los dos preceptos
expresados en el primer párrafo de este epígrafe (modelar tendencias y
capacidad de pronosticar). Estas funciones en los casos tratados dependen
de una o varias de las variables independientes estudiadas.
Los indicadores propuestos para valorar la eficiencia de los modelos fueron
el coeficiente de correlación, las pruebas F de Fisher (para todo el modelo) y
T de Student para los coeficientes ai, y la experiencia acumulada en los
estudios anteriores realizados.
Lo adecuado de la decisión tomada con respecto a la estrategia de
modelación descrita está probado cuando se observan los resultados de los
coeficientes de correlación obtenidos (generalmente por encima de 0,95) y
los resultados de las pruebas F de Fisher y T de Student realizados (todas
dieron resultados positivos).
�Caracterización de las colas.
44
Los modelos obtenidos en esta investigación describen adecuadamente los
fenómenos físicos observados y permiten calcular los parámetros de los
modelos garantizando un rango de error pequeño para mediciones
realizadas en las condiciones experimentales originales. Para el caso de los
modelos reológicos que se estudiarán en el próximo epígrafe este error es
menor del 3% para cualquier estimación realizada a partir de las condiciones
experimentales originales tal como se muestra en las Tablas 2.37 a Tabla
2.42. De lo explicado hasta aquí se infiere que estos modelos pueden ser
utilizados para la determinación de los valores de los parámetros
dependientes estudiados cuando varían los parámetros de operación en el
proceso industrial.
2.3.2 Estudio y modelación de los parámetros reológicos a partir de los
datos obtenidos experimentalmente en un reómetro.
A partir de los datos de las curvas de flujo y de los parámetros reológicos
determinados y utilizando el programa de computación STAGRAPHICS, se
realizó el análisis estadístico, obteniendo los modelos para cada caso en
función de todas las variables cuyos coeficientes son significativos
estadísticamente.
Con el Software “Tierra” Versión 2.0 del 2002, se obtuvieron los modelos de
regresión y en cada caso se realizó:
a. Un análisis de residuos con vista a comprobar la validez de los modelos,
obteniéndose que las medias se ajustan a cero y la población sigue una
distribución normal para un intervalo de confianza del 95 %.
b. Prueba F de Fisher para todo el modelo.
c. Pruebas T de Student para determinar si los coeficientes del modelo son
significativos.
Se probaron varios modelos en los cuales se comprobó que la influencia de
los términos compuestos (interrelaciones) era muy pequeña en comparación
con la complejidad de los modelos que los incluyen, por lo que se prefirió
asumir aquellos que solo incluyen las variables T, pH y C. Los modelos
descodificados obtenidos son:
Para el esfuerzo cortante:
τo= 0,410422 – 0,26743 (T) – 0,001325 (pH) + 0,43677 (C)……………..(2.2)
�Caracterización de las colas.
45
Donde r=0.9728 y para una prueba F de Fisher se obtuvo Fc=113,57 y como
Ft=2.46 entonces se acepta el modelo. Los valores de la correlación parcial
para los coeficientes de T, pH y C son, respectivamente, -0.325686, 0.360737 y
0.4096255 y una prueba t de Student para los coeficientes
muestra la calidad de este modelo (nótese que en todos los casos
t<=abs(ti)):
Valor teórico (t de Student), t= 1.65972
Valores de ti para los coeficientes: -3.26344813, -4.457201 y 9.170231.
Para la viscosidad plástica:
µ p =0,022455–0,00459(T)–0,000775(pH)+0,013615(C) …………………(2.3)
Donde r=0.98056 y para una prueba F de Fisher se obtuvo Fc=141,062 y
puesto que Ft=2.46 entonces se acepta el modelo. Los valores de
correlación parcial para los coeficientes de T, pH y C son, respectivamente, 0.278813124, -0.3901726 y 0.4102417 y una prueba t de Student para los
coeficientes muestra la calidad de este modelo (nótese que en todos los
casos t<=abs(ti)):
Valor teórico (t de Student), t= 1.65972
Valores de ti para los coeficientes: -7.835012, -5.982113 y 13.400172.
Las ecuaciones (2.2) y (2.3) permiten calcular valores de τ 0 y µ p para
diferentes magnitudes de temperatura; pH y concentración de las colas.
Nótese que a medida que aumenta la temperatura, el esfuerzo cortante y la
viscosidad disminuyen.
2.4. Características Físico – Química y Mecánicas de la fase sólida y de
la hidromezcla de las colas.
2.4.1. Caracterización de la fase sólida
Composición química.
En la (Tabla 2.1) se muestran los datos de la composición química
correspondiente a cada muestra mineral estudiada.
�46
Caracterización de las colas.
Tabla 2.1. Composición química de los residuos lixiviados en recuperación de
amoniaco, % en peso.
Composición química
Muestras
Ni
Co
Fe
Mg
SiO2
Al
Cr
Mn
R-1
0.30
0.081
47.6
4.30
12.45
2.00
3.5
0.75
R-2
0.28
0.079
47.6
4.30
12.44
2.05
3.27
0.75
R-3
0.28
0.079
47.6
4.15
11.29
2.04
3.42
0.66
R-4
0.29
0.079
47.8
4.35
12.51
2.00
3.62
0.68
R-5
0.28
0.079
47.6
4.20
11.91
2.03
3.56
0.69
R-6
0.29
0.079
47.1
4.41
11.42
1.98
3.35
0.71
Según los datos de la composición química los elementos predominantes,
son el hierro y la sílice con valores medio de
47,7% y 12,34%
respectivamente. En general, se observa poca variabilidad en las
composiciones químicas de las muestras analizadas; sin embargo, por la
(Tabla 2.2) puede verse que los elementos químicos se distribuyen en
distintos minerales, por lo que la composición mineralógica difiere en cierta
medida en las muestras investigadas en lo que respecta a los porcentajes de
las fases mineralógicas presentes.
Composición mineralógica.
La composición mineralógica obtenida para la fase sólida de las muestras de
cola se da en la (Tabla 2.2).
En la tabla se observa la presencia de las fases mineralógicas siguientes:
Magnetita ( FeFe2O4)
Maghemita ( ϒFe2O3)
Fayalita (Fe2SiO4)
Magnesiocromita (Mg,Fe) Cr2O3)
Lizardita 1T (Mg,Ni)6Si4O10(OH)8
Cuarzo (SiO2)
�Caracterización de las colas.
47
Tabla 2.2. Composición mineralógica de la fase sólida correspondientes a
las muestras de cola estudiadas.
Muestras
Fases Mineralógicas
R-1
R-3
R-4
R-5
R-6
Magnetita
40,41
38,20
38,80
37,94
40,10
Maghemita
36,55
36,40
36,00
36,80
37,45
Fayalita
11,51
9,49
9,32
10,61
10,89
Magnesiocromita
6,69
6,39
6,23
6,19
6,55
Lizardita 1T
3,94
9,12
9,19
7,41
4,20
Cuarzo
0,90
0,40
0,42
1,08
0,81
1,106
1,05
1,08
1,031
1,07
Magnetita
Maghemita
Relación
Los datos de la tabla indican que la magnetita -maghemita constituyen las
fases principales que componen estas colas.
Como fases secundarias más importantes están presentes la fayalita, la
magnesiocromita y la lizardita 1T. A la muestra R-2 no fue posible no fue
posible determinarle la composición mineralógica. A manera de ilustración ,
en la Figura se presenta el difractograma obtenido para la muestra R-1
(Figura 2.3) .
Dado que la magnetita y la maghemita son óxidos de hierro con
características magnéticas, es de esperar que las muestras poseen
propiedades ferrimagnéticas, teniendo en cuenta el alto contenido de ambos
óxidos férricos.
Es interesante señalar que , en la revisión de la literatura especializada, se
encontró resultados acerca de la composición mineralógica de las colas de
la Empresa “ Comandante René Ramos Latourt” de Nicaro ( epígrafe 1.6,
cap.1), que es una fabrica niquelífera con tecnología carbonato
amoniacal
( proceso CARON) . Las colas de Nicaro también contienen la Magnetita
como fase principal, pero no se reporta la presencia de maghemita.
Conociéndose que una de las vías de obtención de maghemita es por
oxidación de la magnetita, se supuso que la maghemita presente en las
�Caracterización de las colas.
48
colas de la Empresa “Comandante Ernesto Che Guevara de Moa”, sea el
resultado de la oxidación de una parte de la magnetita que posee el mineral
a la salida de los Hornos de Reducción, como consecuencia de
características propias de la operación de la fábrica. Para comprobar esto,
se analizaron muestras de los desechos lixiviados que salen de la Planta de
Lixiviación y que habían sido tomadas conjuntamente con las colas que se
estudian en la presente Tesis, en los mismos períodos. Los resultados de la
composición mineralógica de los desechos lixiviados demostraron la
presencia de maghemita en esas muestras, en menor proporción que en las
colas, y de magnetita en mayor proporción . En la Tabla 2.4 se dan los datos
del análisis realizado, correspondiente a la magnetita y a la maghemita. Las
restantes fases mineralógicas se encuentran, en mayor o menor proporción,
pero en el mismo orden que en las colas.
Comparando los datos de ambas tablas se observa que en las colas los
contenidos de magnetita son mayores que en los desechos lixiviados.
Por los resultados obtenidos se deduce que, debido a las muy elevadas
temperaturas ( alrededor de 300º C) que posee el mineral al entrar a la
planta de lixiviación ( en Nicaro la temperatura es del orden de 200º C), debe
comenzar un proceso de oxidación de la magnetita que, al parecer, se
extiende hasta la Planta de Recuperación de Amoníaco, y que pudiera
explicar la presencia de la maghemita en la cola de la Empresa
“Comandante Ernesto Che Guevara”.
Composición granulométrica.
Los resultados del análisis granulométrico se presentan en la (Tabla 2.3) , en
la que se observa que las partículas de tamaños menores de 43 µm, son
mayoritarias y constituyen más del 60 % del volumen de la fase sólida, lo
que se ilustran las características de distribución de tamaño por cernido
(Figura 2.4), para la muestra R-2. Todas las muestras exhiben similar
granulometría y constituyen sistemas altamente polidispersos.
�Caracterización de las colas.
49
Tabla 2.3. Resultados del análisis granulométrico.
Clases de
Diámetro
tamaño (mm)
medio
Fracción peso (%)
R-1
R-2
R-3
R -4
R-5
R-6
0,20
10,0
8,79
7,50
8,0
7,66
9,52
(mm)
+0,175
-0,175
+0,147
0,16
2,6
2,75
2,70
2,8
2,67
2,49
-0,147
+0,074
0,11
14,8
11,09
10,16
12,0
12,03
11,67
-0,074
+0,043
0,059
11,95
9,51
10,72
11,0
11,45
10,84
0,022
60,65
67,85
68,92
66,2
66,19
65,48
-
100
100
100
100
100
100
-0,043
Total
% en peso
100
80
60
40
20
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
d(mm)
Figura 2.4. Característica de distribución de tamaño por cernido (muestra
R-2).
Conociendo el peso inicial
de cada muestra
y el de las fracciones
correspondientes a las mismas, se obtienen las diferentes fracciones de
tamaño de las muestras. Este tamaño de partículas da lugar a suspensiones
con un comportamiento típico de los sistemas coloidales. Del análisis se
deriva que las muestras de sólido son polidispersas.
Forma y tamaño de las partículas.
Con vista a tener una información de la forma de las partículas, se obtuvo un
número de fotografías en las muestras dispersadas con auxilio de un
microscopio electrónico.
�Caracterización de las colas.
50
Las observaciones realizadas para las muestras R-1 y R-3, demuestran el
carácter de polidispersión de las partículas sólidas. Las partículas tienen
forma de elipsoide de revolución, con una relación axial de 1,76 para la
muestra R-1 y 1,18 para la muestra R-3, lo cual puede verse en la Figura
2.5, correspondiente a la muestra R-3.
Figura 2.5. Fotografía que ilustra la forma de las partículas para la muestra
R-3.
Debido a esta forma elipsoidal las partículas de Magnetita y de Maghemita
poseen
propiedades
magnéticas
apreciables,
lo
cual
se
confirmó
prácticamente con auxilio de un imán y con la caracterización magnética.
Esta forma elipsoidal también contribuye a que en las suspensiones de colas
constituidas con estas partículas, exista la posibilidad de la formación de
estructuras fuertes en dependencia de la concentración de sólidos, tal como
se analiza en el epígrafe correspondiente a las propiedades reológicas.
Diámetro equivalente e índice de aplastamiento de las partículas.
La morfología de los granos se estudió con mucho cuidado con la ayuda de
un microscopio binocular, clasificándose la muestra según los tamices 0.1 –
0.21; de dicha clasificación se analizaron las clases + 0.1 – 0.21 y + 0.21 (la
clase – 0.1 no se analizó debido al pequeño tamaño de las partículas por lo
que el microscopio no permitía observarlas). Se examinaron 100 granos,
correspondientes a la muestra 1 y a la muestra 3
las cuales fueron
�Caracterización de las colas.
51
fotografiadas (ver Figura 2.5) con la ayuda de un microscopio electrónico. La
relación entre el tamaño y la forma de las partículas y su composición
mineralógica se estudiaron con anterioridad, los resultados obtenidos fueron
elaborados por la metodología propuesta por Giusti (1985).
El largo, el ancho, y el espesor de cada grano se midió con el objetivo de
determinar el diámetro equivalente:
( π )⋅ l ⋅ a ⋅ e …………………………………………………………(2.4)
Deq = 3 6
Donde:
l: largo (mm)
a: ancho (mm)
e: espesor (mm)
y el índice de aplastamiento
IA =
e
l ⋅a
………………
……………………………………… (2.5)
Este índice expresa el aplanamiento que sufren los granos de cola. A
pequeños valores del IA las partículas presentan forma aplanada en forma de
elipsoide en revolución; mientras que, para valores igual a la unidad de dicho
índice, las partículas alcanzan forma esférica. En el caso concreto de las
muestras de colas estudiadas el índice de aplastamiento alcanza valores
promedio de 0,58 (ver Figura 2.), y la geometría de las partículas
correspondientes es la elipsoidal, en correspondencia con su composición
mineralógica, la forma de las partículas y las mediciones experimentales
realizadas en la instalación industrial, se puede constatar que durante el
desplazamiento de las partículas a concentraciones cercanas y superiores al
35% de sólido en peso las partículas forman estructuras debido a su forma
alargada y al elevado contenido de maghemita y de magnetita presentes en
las fases mineralógica de las colas. Como se puede apreciar, la forma de las
partículas de las colas es una característica estructural de gran importancia.
En general estas partículas pueden tener diversas formas; estas pueden ser
de cierta complejidad, pero se pueden tratar teóricamente como esferas o
elipsoides de revolución (mayoritariamente estas últimas). Al unirse estas
partículas entre sí se obtienen formas muy diferentes que en nada se
�Caracterización de las colas.
52
parecen a su forma inicial. De ahí que la forma de las partículas de colas se
encuentre estrechamente vinculada al índice de aplastamiento.
IA (pro)
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0.0058
0.0061
0.042
0.11
Dequ (pro) mm
Figura 2.6. Representación de IA = f ( Dequ(pro) ) para muestras de colas.
2.13 Caracterización magnética de las muestras de cola.
El hecho de que las fases mineralógicas principales de las colas sean la
Magnetita
y
la
Maghemita,
crea
la
necesidad
de
caracterizar
magnéticamente las colas dado que tanto la Magnetita como la Maghemita
constituyen minerales con importantes características magnéticas. Por otra
parte, la caracterización magnética proporciona una información que permite
comprender mejor los resultados obtenidos por la vía de la caracterización
química, mineralógica y granulométrica de la cola, así como inferir las
posibles causas de algunos comportamiento observados en la propiedades
de este producto y de sus suspensiones en agua amoniacal.
En la Figura 2.7 se presentan las curvas de histéresis magnética a
temperatura de 25°C para las muestras R-1 y R-5. Como puede verse en las
figuras, ambas muestras presentan características propias de los materiales
ferrimagnético. Curvas de histéresis similares se han obtenido para
nanopartículas de Maghemita, Garcell y Col. (1998). Las diferencias mas
importantes entre estas dos muestras viene dada por la magnetización
�Caracterización de las colas.
53
remanente, Mr, con un valor de 4,56 kA/m para la muestra R-1 y de 3,22
kA/m para la muestra R-5, así como por la fuerza coercitiva de
magnetización, Hcm, con un valor de 14,53 kA/m (183 Oe) para la muestra R1 y de 10,59 kA/m (133 Oe), para muestra R-5.
Figura 2.7. Curva de histéresis magnética a temperatura de 25°C
correspondiente a la muestra R-1.
La diferencia observada en los valores de estos dos parámetros de ambas
muestras indican que la muestra R-1 exhibe propiedades magnéticas más
acentuadas que la R-5. Por otra parte, se determinó para ambas muestras
que la permeabilidad magnética relativa máxima, kmáx, es igual 1,24. Este
parámetro indica que estas muestras adquieren un campo magnético 1,24
veces mayor, que el campo magnético que se les aplique. Por tanto, si se
tiene en cuenta que la intensidad del campo magnético de la Tierra es
aproximadamente de 0,2 Gauss (0,2*10-4 Tessla), entonces la cola
depositada en el dique adquiere un campo magnético de 0,25 Gauss, es
decir, mayor que el campo magnético natural de la Tierra. Por consiguiente,
dada la enorme masa de cola depositada en el dique, es de esperar que
esta provoque una anomalía magnética en esa región.
En la (Tabla 2.7) se muestra un resumen de la caracterización magnética de
las 6 muestras de cola estudiadas. En ella pueden verse los valores de los
�Caracterización de las colas.
54
parámetros Mr y Hcm explicado anteriormente. Se observa, por ejemplo, que
el magnetismo remanente disminuye en el orden R-1>R-6>R-5 lo cual
coincide con la proporción de Magnetita y Maghemita (Tabla 2.3) que
también disminuye en ese mismo orden, dado que la Magnetita posee
propiedades magnética de mayor intensidad que la Maghemita.
Tabla 2.4. Resumen de caracterización magnética.
Magnitudes/
Muestras
Mr
Hcm
R-1
R-2
R-3
4.56
3.59
3.51
kA/m
4.56
emu/cm3
kA/m
3.59
emu/cm3
kA/m
3.51
emu/cm3
14.53
13.33
kA/m
183
Oe
kA/m
167
Oe
R- 4
R-5
R-6
3.41
kA/m
3.41
emu/cm3
3.22
3.26
kA/m
3.22
emu/cm3
kA/m
3.26
emu/cm3
12.63
11.21
10.79
10.79
kA/m
159
Oe
kA/m
141
Oe
kA/m
133
Oe
kA/m
136
Oe
Las magnitudes del producto BH máximo (Tabla 2.4) indica, que la muestra
R-1 es capaz de imantarse en mayor cuantía que las restantes, bajo la
acción de un campo magnético de la misma intensidad
Por otra parte, el comportamiento reológico de las pulpas de las muestras
estudiadas no se corresponde con el de la caracterización magnética, ya que
las suspensiones que exhiben mayores viscosidades son las de las
muestras R-6 y R-3, y no la de R-1. Ello pudiera atribuirse a los efectos
combinados de las propiedades magnéticas con las
superficiales, que
proporcionan ese resultado neto.
2.4.2 Caracterización de las hidromezclas de las colas.
1.8 . Estabilidad de las suspensiones.
Las suspensiones preparadas debido a su alto contenido de partículas finas
(menores de 43 µm), se comportan como sistemas coloidales.
�Caracterización de las colas.
55
Dado que en los sistemas coloidales, las partículas se cargan eléctricamente
es necesario el estudio de las propiedades superficiales que influyen sobre
la estabilidad de las suspensiones de cola, con vista a una mayor
comprensión de los efectos del pH sobre el comportamiento de estas pulpas,
los cuales a su vez influyen sobre su reología en proceso de sedimentación,
en la operación de los sistemas hidráulicos y en el diseño de èstos.
2.8.1 Curvas de densidad de carga superficial en función del pH.
La relación de σo vs pH describe las condiciones de estabilidad de las
suspensiones. En la (Figura 2.8) se presentan las curvas de σ 0 vs pH a dos
concentraciones del electrolito (KNO3) para una suspensión de cola
(R-2)
preparada con agua destilada. Como puede apreciarse, los valores de σ 0 se
incrementan con el aumento de la fuerza iónica para un mismo valor de pH.
Las curvas se interceptan en el eje de las abscisas indicando el valor del pH
correspondiente al p.z.c de la suspensión.
Figura 2.8 Curvas de carga superficial en función del pH y la fuerza iónica.
En este caso, el valor del p.z.c depende de la concentración del electrolito,
indicando claramente que no hay adsorción específica de iones NO3− y K+ en
la superficie de las partículas sólidas( por lo que se dcice que el electrolito es
indiferente) ,por esta razón se utiliza este electrolito para variar la fuerza
�56
Caracterización de las colas.
iónica en las pruebas de estabilidad. Para valores de pH < p.z.c la carga
neta superficial del sólido es positiva y para valores de pH > p.z.c es
negativa. En la (Figura. 2.12) se muestran las curvas de σ 0 vs pH a tres
concentraciones diferentes del electrolito indiferente (KNO3) para una
suspensión
de
cola
(R-3)
preparada
con
agua
amoniacal.
Un
comportamiento similar exhiben las suspensiones de las muestras restantes,
tanto con agua destilada como con las preparadas con agua amoniacal. A
pH alejados del p.z.c predominan las fuerzas de repulsión electrostática
entre las partículas, por lo que la suspensòn es mas estables, no forman
agregados y la sedimentación se dificulta. A pH próximos al p.z.c la pulpa se
hace inestable y las partículas pueden flocular y sedimentar con mayor
posibilidad.
2.9 Influencia de la naturaleza de las muestras y de la composición
iónica del medio
dispersante sobre la estabilidad de la suspensión.
La influencia de la naturaleza de las muestras de mineral puede ser
explicada con el auxilio de la (Figura 2.13), en la cual se presentan las
curvas de σ 0 vs pH, a una misma fuerza iónica y medio dispersante, de las
suspensiones correspondientes a dos de las muestras estudiadas.
Se observa que para un mismo valor de pH la carga superficial es diferente
en cada una de las curvas, por lo cual se deduce que las diferencias
existentes
en
su
composición
mineralógica
constituyen
un
factor
fundamental en el comportamiento mostrado por cada muestra.
Conociendo que los p.z.c resultantes de las pulpas de cada mineral se
obtienen por la contribución de los p.z.c de cada fase mineralógica, se llega
a la conclusión de que las diferencias existentes en los valores del p.z.c
están dadas por las diferencias que presentan las muestras minerales en su
composición mineralógica (Tabla 2.5). En la figura puede verse que la
suspensión que exhibe un mayor p.z.c es la correspondiente a la muestra
(R-3), y es esta, la que presenta mayor contenido de Magnetita y de
Maghemita ; mientras que la pulpa de la muestra (R-2) tiene un menor valor
de su p.z.c, dado su inferior contenido de Maghemita - Magnetita.
�Caracterización de las colas.
57
Así, a mayores contenidos de Magnetita y de Maghemita en las pulpas, las
cargas superficiales son mayores y los p.z.c tienden al pH ≈ 6.6, ( en agua
destilada) que es el valor del p.z.c para suspensiones de Magnetita y de
Maghemita obtenidos en otros trabajos.
La (Tabla 2.5) confirma el análisis realizado y muestra los resultados de los
p.z.c para cada una de las suspensiones de cola, en dependencia del medio
dispersante y de la concentración(fuerza iónica) del electrolito KNO3.
Tabla 2.5. Valores de p.z.c de las colas del proceso CARON para
diferentes muestras en agua destilada y agua amoniacal.
Muestras
Agua Destilada
Agua Amoniacal
KNO3
10-2 M
10-1 M
10-3 M
10-2 M
10-1 M
R-1
R-2
R-3
R-4
R-5
R-6
6.25
6.25
6.40
6.28
6.32
6.50
6.25
6.25
6.35
6.30
6.30
6.45
5.54
5.70
-
5.5
5.51
5.72
5.60
5.625
5.80
5.5
5.50
5.70
5.60
5.62
5.75
El efecto del medio dispersante, con el cual se preparan las suspensiones,
puede verse tanto en la (Tabla 2.5) como en la (Figura 2.14). En esta última
se muestran las curvas de σ 0 vs pH para las suspensiones preparadas con
la muestra (R-6) en ambos medios dispersantes y a una misma fuerza iónica
(10-2 M KNO3 ). Puede verse que en la pulpa preparada con agua amoniacal,
las partículas adquieren mayor carga superficial (a un mismo valor de pH), y
se desplaza el p.z.c hacia pH más ácidos, esto demuestra la adsorción
específica de cationes(como el NH4+ , que se encuentra en grandes
cantidades), lo cual influye sobre otras propiedades de las pulpas, tales
como las reológicas y las de sedimentación, y, por tanto, en la transportación
de estas suspensiones por tuberías.
�Caracterización de las colas.
58
2.10 Caracterización reológica de los desechos lixiviados (colas).
Se analizaron las 6 muestras con diferentes concentraciones de sólido
(desde 30 a 60 % en peso) en un reómetro rotacional Rheostest 2.1 de
cilindros concéntricos en la Universidad de Oriente, donde se obtuvieron los
valores de esfuerzo
( τ)
cortante
en
función
de
la
velocidad
de
⋅
deformación ( γ ),a diferentes temperaturas (en el rango de 23 a 90º C) y a
diferentes pH, de acuerdo a las condiciones del proceso productivo de la
industria.
2.10.1 Efecto de la concentración de sólidos.
En las muestras de colas analizadas se pudo comprobar que, para
concentraciones de 30 y 35% en peso de sólido, las curvas de flujo
obtenidas exhiben un comportamiento seudoplástico, mientras que
para
concentraciones de 40 a 60% en peso las pulpas adquieren propiedades
plásticas, mostrando un comportamiento típico de los plásticos de Bingham
( Figura 2.15). En todos los casos, a medida que aumenta la concentración
los esfuerzos cortantes, τ, se incrementan, y, por tanto las viscosidades
⋅
aparentes, para un valor fijo de γ .
⋅
Figura 2.9. Curvas de flujo (τ vs γ ) a distintas concentraciones de sólido de
las pulpas (muestra R-3).
�Caracterización de las colas.
59
Para las pulpas que poseen comportamiento seudoplástico sus datos han
sido ajustados al modelo de Oswald de Waele, el cual esta caracterizado por
los parámetros reológicos: índice de consistencia, K, e índice de flujo,
n. Los valores de K aumentan con el incremento de la fase sólida, mientras
que los de n cambian muy poco con dicho incremento a una temperatura
dada (Tabla 2.6).
Las pulpas que exhiben un comportamiento plástico se han caracterizado
mediante los parámetros reológicos del modelo Bingham: τ0 (esfuerzo
cortante inicial) y µ p (viscosidad plástica). Ambos parámetros aumentan con
el incremento de la concentración de la fase sólida a una misma temperatura
(Figuras 2.16 y 2.17; Tabla.2.6). Comportamientos similares se han
obtenidos por Cerpa (1997) en pulpas de lateritas.
2.11.
Influencia de la naturaleza de las muestras minerales en el
comportamiento reológico de las suspensiones.
La naturaleza de los minerales juegan un papel fundamental en el
comportamiento reológico de las suspensiones. Las diferencias existentes
en la composición mineralógica de las muestras marcaron las diferencias en
los comportamientos de sus suspensiones.
Estas diferencias se pueden observar en la (Figura. 2.18). En la figura se
muestran las curvas de flujo de algunas suspensiones analizadas a una
misma concentración de sólidos y medio dispersante
(Agua amoniacal). Se
observa que la pulpa de muestra R-6 presenta los mayores valores de τ, y,
por consiguiente, la mayor viscosidad; mientras que la suspensión de la
muestra R-4 es la menos viscosa. Ello está en correspondencia con los
contenidos de Maghemita y Magnetita en las muestras y con las propiedades
superficiales.
Las curvas anteriores confirman el modelo(Plástico Bingham) que describe
el comportamiento reológico de sus suspensiones.
�60
Caracterización de las colas.
2.11.1 Efecto de la temperatura.
En las pulpas estudiadas que exhiben comportamiento seudoplástico, los
valores del índice de consistencia, K, disminuyen con el aumento de la
temperatura (Figura.2.19 a); mientras que, por el contrario, el índice de
flujo n aumenta ligeramente con el incremento de la temperatura a una
misma concentración (Figura.2.19 b), como es de esperar.
Las pulpas que presentan plasticidad, la viscosidad y los parámetros
reológicos disminuyen con el aumento de la temperatura ( Figura 2.20 a y
2.20 b). Este comportamiento es típico de la mayoría de las dispersiones
minerales.
Las Figuras.2.21 (a) y 2.21 (b) muestran la influencia de la temperatura
sobre las propiedades reológicas de las pulpas de las colas mediante la
⋅
correlación gráfica de τ vs. µ 0 γ ,
que ha sido propuesta por Atsushi y
Col. (1987). El método propuesto permite comprender el efecto de la
temperatura sobre el mecanismo de estructuración de la suspensión,
teniendo en cuenta que las fuerzas hidrodinámicas que actúan entre las
partículas del medio disperso son proporcionales al producto de la
⋅
viscosidad del medio dispersante y del gradiente de velocidad, µ 0 γ , a
diferentes temperaturas y concentraciones. Así, puede observarse que para
las concentraciones de 30 y 35% en peso de sólidos se obtienen curvas
únicas para todas las temperaturas, lo cual indica que a esas
concentraciones la temperatura solo afecta a la viscosidad del medio
dispersante, pero no a los mecanismos de formación de la estructura. En
cambio, para la concentración de 45% no se obtiene una única curva al
variar la temperatura, manifestándose con ello que para esta concentración
la temperatura influye, no solo sobre el medio dispersante, sino, también,
sobre la estructura que forman las partículas sólidas, debilitándose las
fuerzas de cohesión interpartículas al aumentar la temperatura. Este efecto
se observó, también, para todas las concentraciones mayores de 45%, en
todas las suspensiones estudiadas.
�Caracterización de las colas.
61
2.11.2 Efecto del pH.
El efecto del pH en las pulpas de las colas se muestra en la (Figura 2.22),
donde se observa la variación de la viscosidad con el pH a diferentes
concentraciones del sólido y a la temperatura de 28°C, para la muestra R- 2
y R- 3, en agua destilada.
Los resultados son similares para las suspensiones de las restantes
muestras.
Como se observa en la figura, los máximos valores de viscosidad en cada
muestra se alcanzan alrededor de los p.z.c de cada muestra, donde se logra
la mayor inestabilidad y estructuración de las pulpas. Para valores de pH
inferiores o superiores al indicado, las viscosidades son menores. Por
consiguiente,
la proximidad o lejanía del pH al p.z.c determina en gran
medida la viscosidad de la suspensión y con ello su comportamiento
reológico. Esta valoración está basada en los resultados obtenidos por
Garcell (1998) con suspensiones acuosas de nanopartículas de Maghemita,
para las que se determinó un valor del punto isoeléctrico ( i.e.p) y del punto
de carga cero (p.z.c) de 6,6. Los valores
de i.e.p. obtenidos por otros
autores con suspensiones de Magnetita y Maghemita (6,6; Garcell (1998) y
6,6 – 7 ; Blesa y Col. (1984; 1997) respaldan totalmente estos resultados.
2.12. Estimación de los parámetros reológicos K y n para las pulpas de
colas
del
proceso
CARON
que
presentan
comportamiento
seudoplástico en dependencia de la temperatura.
Los valores del índice de consistencia K y del índice de flujo n, pueden ser
estimados
mediante
expresiones
obtenidas
a
partir
de
los
datos
experimentales, que han sido procesados con ayuda del programa de
computación TIERRA.
Para determinar la dependencia del índice de consistencia con la
temperatura (tomando, arbitrariamente como referencia, T1 = 400 C), se
correlacionaron (en forma normalizada) los diferentes valores de los índices
de consistencia a distintas temperaturas, Ki, respecto al índice de
�Caracterización de las colas.
62
consistencia experimental a la temperatura de referencia, K40oC, como una
función de la relación adimensional de temperaturas,
40 − Ti
. Así, se obtuvo
40
la siguiente correlación:
Ki
ln
K 0
40 C
= 40 − Ti .e − 0.0178⋅Ti
% 40
………………………………………… (2.7)
La ecuación (2.7) es única y válida para cualquier concentración
comprendida entre 25 – 35 % en peso de sólidos y para cualquier
temperatura en el rango de 28 - 900 C.
En la (Figura 2.23)
se representa la curva generalizada descrita por la
ecuación (2.7). Tanto la (Figura 2.23) como la expresión (2.7), permiten
estimar los valores de K como función de T, a una concentración dada
(dentro de los rangos de validez establecidos) con un error medio de 1.7 %.
Los índices de flujo son poco afectados por la concentración y por la
temperatura, en los rangos señalados anteriormente para el índice K. Los
valores de n para las pulpas de las colas pueden ser estimados por la
expresión siguiente:
n = 0.4357 ⋅ Ti
0.1177
…………………………………………………………. (2.8)
La ecuación (2.8) da valores calculados de n con un error medio de ± 1.438
%, respecto a los valores experimentales.
2.13 Caracterización magnética de las muestras de cola.
El hecho de que las fases mineralógicas principales de las colas sean la
Magnetita
y
la
Maghemita,
crea
la
necesidad
de
caracterizar
magnéticamente las colas dado que tanto la Magnetita como la Maghemita
constituyen minerales con importantes características magnéticas. Por otra
parte, la caracterización magnética proporciona una información que permite
comprender mejor los resultados obtenidos por la vía de la caracterización
química, mineralógica y granulométrica de la cola, así como inferir las
posibles causas de algunos comportamiento observados en la propiedades
de este producto y de sus suspensiones en agua amoniacal.
En la Figura 2.24 (a) y 2.24 (b) se presentan las curvas de histéresis
magnética a temperatura de 25°C para las muestras R-1 y R-5. Como puede
�Caracterización de las colas.
63
verse en las figuras, ambas muestras presentan características propias de
los materiales ferrimagnético. Curvas de histéresis similares se han obtenido
para nanopartículas de Maghemita, Garcell y Col. (1998). Las diferencias
mas importantes entre estas dos muestras viene dada por la magnetización
remanente, Mr, con un valor de 4,56 kA/m para la muestra R-1 y de 3,22
kA/m para la muestra R-5, así como por la fuerza coercitiva de
magnetización, Hcm, con un valor de 14,53 kA/m (183 Oe) para la muestra R1 y de 10,59 kA/m (133 Oe), para muestra R-5.
La diferencia observada en los valores de estos dos parámetros de ambas
muestras indican que la muestra R-1 exhibe propiedades magnéticas más
acentuadas que la R-5. Por otra parte, se determinó para ambas muestras
que la permeabilidad magnética relativa máxima, kmáx, es igual 1,24. Este
parámetro indica que estas muestras adquieren un campo magnético 1,24
veces mayor, que el campo magnético que se les aplique. Por tanto, si se
tiene en cuenta que la intensidad del campo magnético de la Tierra es
aproximadamente de 0,2 Gauss (0,2*10-4 Tessla), entonces la cola
depositada en el dique adquiere un campo magnético de 0,25 Gauss, es
decir, mayor que el campo magnético natural de la Tierra. Por consiguiente,
dada la enorme masa de cola depositada en el dique, es de esperar que
esta provoque una anomalía magnética en esa región.
En la (Tabla 2.7) se muestra un resumen de la caracterización magnética de
las 6 muestras de cola estudiadas. En ella pueden verse los valores de los
parámetros Mr y Hcm explicado anteriormente. Se observa, por ejemplo, que
el magnetismo remanente disminuye en el orden R-1>R-6>R-5 lo cual
coincide con la proporción de Magnetita y Maghemita (Tabla 2.3) que
también disminuye en ese mismo orden, dado que la Magnetita posee
propiedades magnética de mayor intensidad que la Maghemita.
Las magnitudes del producto BH máximo (Tabla 2.7) indica, que la muestra
R-1 es capaz de imantarse en mayor cuantía que las restantes, bajo la
acción de un campo magnético de la misma intensidad.
Por otra parte, el comportamiento reológico de las pulpas de las muestras
estudiadas no se corresponde con el de la caracterización magnética, ya que
�64
Caracterización de las colas.
las suspensiones que exhiben mayores viscosidades son las de las
muestras R-6 y R-3, y no la de R-1. Ello pudiera atribuirse a los efectos
combinados de las propiedades magnéticas con las
superficiales, que
proporcionan ese resultado neto.
2.14 Conclusiones parciales.
Los resultados obtenidos en el desarrollo de la caracterización de las colas
permiten llegar a las siguientes conclusiones:
1.-
Las pulpas de las muestras de colas de la Empresa
Comandante
“Ernesto Che Guevara” de Moa estudiadas, poseen composiciones
químicas muy parecidas, pero difieren en su composición mineralógica,
siendo esta última la que determina las diferencias entre ellas, dadas por
su naturaleza. Las fases mineralógicas principales en todas las muestras
son la Magnetita y la Maghemita con un contenido medio en el orden del
39,09 y 36,64% en peso del total respectivamente, siendo las fases
secundarias más importante la fayalita, la magnesio-cromita y la lizardita
1T.
2.- Las muestras están constituidas por partículas finas con tamaños
inferiores a 43 µm (más del 60% en peso de sólidos) y un tamaño medio
de 0.072mm, siendo ellas las causantes principales de las propiedades
superficiales y de la plasticidad de las suspensiones. La distribución de
tamaño las caracteriza como sistemas polidispersos.
3.- Las mediciones realizadas con ayuda de la microscopía electrónica
revelan un índice de aplastamiento promedio de 0.58 y un diámetro
equivalente promedio de 0.04mm, siendo la forma predominante de las
partículas la de un elipsoide de revolución lo que facilita la formación de
estructuras debido al aumento de la superficie de contacto entre las
partículas.
4.- Los resultados de las investigaciones de la velocidad de caída límite
demuestra que
el
criterio
de
Liashehenko
posee
valores
mas
estables y uniformes que los demás criterios con relación a los datos
experimentales. El coeficiente de forma utilizado en la fórmula de
�Caracterización de las colas.
65
Liashehenco oscila de 0.569 a 0.487 para tamaños de granos de 0.175 a
0.044mm, lo que corrobora la forma elipsoidal de estos.
5.- Los ensayos experimentales sobre la velocidad de sedimentación a
diferentes concentraciones de sólido en peso, demostraron que esta
disminuye a medida que aumenta el contenido de sólido en la zona de
sedimentación impedida, se incrementan los volúmenes de sedimento,
comportándose similar a un sistema homogéneo, separándose la parte
espesada del líquido clarificado.
6.-La estabilidad de las suspensiones de las muestras estudiadas y sus
puntos de carga cero (p.z.c.) son afectadas por el medio dispersante, al
comparar los resultados obtenidos de pulpas preparadas con agua
destilada o con agua amoniacal. Las pulpas de agua amoniacal exhiben
mayores cargas superficiales y p.z.c. más ácidos. Ello se atribuye a la
adsorción específica de iones de cargas positiva, como el N H4+ . Para
pH < p.z.c, la carga superficial es positiva y para
pH > p.z.c. es
negativa.
7.- Las magnitudes de las cargas superficiales y de los p.z.c. se incrementan
con el aumento del contenido de maghemita-magnetita de las muestras,
tendiendo hacia el valor del p.z.c. de esos minerales puros. Así, los
valores del p.z.c. cambian de mayor a menor por muestras en el
siguiente orden
R-6 > R-3 > R-5
8.-
El
≈
R-4 >R-2 = R-1.
comportamiento
reológico
depende
fundamentales
de
la
concentración de sólido y de las propiedades superficiales, dado el alto
contenido de partículas finas. A concentraciones de 25 a 35% en peso
de sólidos el comportamiento es seudoplástico, mientras que para
concentraciones mayores fluyen como plástico Bingham.
9.-
Las curvas de flujo y las viscosidades cambian con la temperatura y el
pH, comprobándose que la temperatura tiene influencia solamente
sobre el medio dispersante para las concentraciones de 25 a 35% en
peso de sólidos. Sin embargo; para las concentraciones comprendidas
entre 40-60% de sólido en peso, la temperatura además, tiene un
�Caracterización de las colas.
66
marcado efecto sobre la estructura que forma la parte sólida. Los
mayores valores de viscosidad, a diferentes concentraciones y
temperaturas, para todas las muestras se alcanzan a magnitudes del
pH igual o cercanas a los p.z.c. de las suspensiones.
10.-La caracterización magnética demuestra que las colas son materiales
ferrimagnéticos debido a que sus fases mineralógicas principales son la
Magnetita y la Maghemita. Este hecho da pié para suponer que la
presencia de la cola acumulada en grandes cantidades en el dique
provoca alguna anomalía magnética en el entorno en que se encuentra
con el correspondiente impacto negativo medioambiental.
�CAPITULOIII. DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL PROCESO DE
TRANSPORTACION DE LAS COLAS.
3.1 Breve descripción de la instalación experimental a escala Semiindustrial.
La investigación de los parámetros y regímenes de hidrotransportación de
las colas del proceso CARON se realizaron en una instalación de
dimensiones semi- industriales construida en el Instituto Superior Minero
Metalúrgico de Moa tal como ya se mencionó en el epígrafe 2.2. Esta
instalación fue modernizada y dotada de equipos y accesorios que permiten
mayor calidad en el registro y control de las variables y su procesamiento
posterior.
El esquema de la instalación se muestran en la (figura 3.15), consta de los
tanques 1 y 2, para la calibración del tubo Venturi y de recepción de la pulpa
hidrotransportada respectivamente, las bombas centrífugas 3 y 4, los puntos
de toma de presión 5, el tubo Venturi 6, los tramos de tuberías 7, 8 y 9, para
determinar las pérdidas hidráulicas, el drenaje del sistema por la válvula 12,
las válvulas de regulación 13 y 14, y las ventanas del cristal 15 y 16. Desde
la (figura 3.2 a la 3.5) se muestran vistas parciales de la instalación que
proporcionan imágenes muy descriptivas de las secciones más importantes
que la componen.
5
5
7
5
17
11
8
15
9
16
5
12
10
1
14
2
5
13
6
4
18
3
Figura. 3.1. Esquema de la instalación de hidrotransporte para la modelación de
flujos y ensayos de bombas.
�Las tuberías 7,8,9, poseen los diámetros 50, 100, 150 mm respectivamente y
los puntos de tomas de presión están separados por longitudes de tubos de
20, 14.5 y 10 m respectivamente.
Figura 3.2 Instalación de hidrotransporte a escala semi -industrial.
�Los puntos 5 ( para medir la presión)
se encuentran alejados de los
extremos de la tubería a distancia igual o mayor de 40 D, para evitar las
influencias de las perturbaciones más cercanas (codos, ventanas de cristal,
etc.). El punto de observación del flujo de la pulpa (ventana de cristal) se
encuentra situado a 5.5 m del tubo de Venturi.
El tanque 1, posee un volumen de 1.9 m3 y el tanque 2, de 2.9 m3 . La
bomba 3 tiene una capacidad de 160 m3 / h, y, la bomba 4, de 60 m3 / h.
Durante la toma de datos experimentales, la instalación opera en circuito
semi – cerrado ( succión, impulsión, canal (17) y tanque) .La limpieza se
logra con el trabajo de la instalación en circuito abierto (succión, impulsión y
drenaje).
Para eliminar el aire en cada medición se tomaron diferentes medidas, una
de ellas fue la ubicación de ventosas mediante las cuales se expulsaba el
aire de la tubería a la atmósfera.
La regulación del caudal de la bomba se realizó con ayuda de una válvula
de compuerta que se encuentra en la tubería de alimentación. El llenado del
sistema (con agua amoniacal, primero, y añadiendo sólido, después) se
efectuó directamente en el tanque receptor- regulador.
La medición del caudal de la pulpa se realizó con un flujómetro
electromagnético NP-11(16). Para su calibración, se utilizó el método del
peso volumétrico con ayuda de un tanque graduado (1), instalado al final del
circuito de tubería en serie con el colector de alimentación (2).
El tiempo de llenado del tanque calibrado se midió con un cronómetro con
precisión de 0,1 s. El error máximo durante la determinación del caudal no
fue mayor de 1,5 %. La temperatura del agua amoniacal y de la pulpa en el
colector, se midió con un termopar situado en el tanque.
Las pérdidas de presión en la zona investigada se midieron con transmisores
de 0 – 5 mA, los cuales captan la presión, la transforman en energía
eléctrica, y envían la señal para un registrador central, el cual da la
información de los valores de presión medido en cada punto.
La pendiente hidráulica se determinó por la expresión;
�i = ∆Proz/ L
(Pa/m) ………………………………………………………(3.1)
Donde:
∆Proz – Caída de presión por rozamiento,( Pa )
L – Longitud de la tubería entre los puntos de toma de presión,( m)
El valor de las divisiones de la escala de peso es de 0,05 Kg. Por los datos
de estas mediciones el error relativo durante la determinación de la
concentración no superó el 1%.
Para el estudio del proceso y carácter del movimiento de la pulpa, fueron
utilizados tramos de 100 (8) y 150 mm (9), la ventana de cristal (16)
colocada en la tubería de 150 mm (8). La concentración de la pulpa
periódicamente se controló a través de la toma de muestras con su posterior
corrección.
La investigación de los parámetros de transportación de las colas se realizó
durante la variación de la concentración másica de 25 hasta 50 % y a las
temperaturas de 28, 60 y 90°C.
�El contenido de las partículas sólidas, para un volumen dado de la
hidromezcla, se calculó por la siguiente fórmula:
S = ms / ms + ma …………………………………………………………..(3.2)
Donde: S – Concentración en peso, adimensional.
ms – masa del sólido, Kg.
ma - masa del agua, Kg.
La concentración volumétrica se determinó por la expresión:
Cw = S ρp/ ρs
Cw = ρp - ρo / ρs - ρo
o
donde: ρs – densidad del sólido; kg/m3
ρo – densidad del agua; kg/ m3.
ρp – densidad de la pulpa; kg/ m3.
La densidad calculada de la pulpa se determinó por la fórmula:
ρp= ρs / ρs – S (ρs - 1)
En la tabla 3.1 se dan los datos acerca de los parámetros básicos para la
preparación de las suspensiones durante los ensayos experimentales.
Tabla 3.1. Parámetros obtenidos para la realización de los experimentos con
No.
Volumen
Volumen
Masa de
Concentrac
Concentraci
del
de la
mineral,
ión de las
ón de las
Densidades de las
tanque,
tubería,
kg.
suspensio
suspension
suspensiones en, kg/m3.
3
m.
3
m.
nes en
es en
peso, %.
volumen, %.
28°C
60°C
90°C
1
1.820
1.028
949.3
25
8.78
1230
1190
1046
2
1.820
1.028
1220.5
30
11.45
1300
1235
1105
3
1.820
1.028
1898.6
40
19.09
1500
1425
1275
4
1.820
1.028
2563.2
45
24.8
1650
1568
1400
5
1.820
1.028
2848
50
28.6
1750
1663
1488
las colas en la instalación semi – industrial.
�3.2.1 Dependencia de gradiente hidráulico (i = ∆P / L) con la velocidad en
tuberías circulares.
Las investigaciones de los parámetros de hidrotransporte de las colas se
realizaron para concentraciones de 25, 30, 40, 45 y 50 % en peso de sólidos
(tabla 3.1) en un rango de temperatura de 28 – 900 C.
Los datos experimentales fueron elaborados, obteniéndose las relaciones
i = f(v) para el flujo de cola en las tuberías de 100 y 150 mm de diámetro.
En las figura 3.7 se muestran las curvas a 28°C. En ellas se observa que
durante el hidrotransporte de las pulpas de colas del proceso CARON se
presentan, en general, dos regímenes de movimiento: estructural (laminar) y
turbulento. En los gráficos, no se distingue claramente la existencia de una
zona de transición debido, muy probablemente, a que esta es muy breve y
los datos experimentales obtenidos no resultan suficiente para su
representación clara. Es por ello que el cambio de régimen, aparentemente,
es brusco.
Figura 3.7. Dependencia i = f(v) para el movimiento de las pulpas de cola (muestra
R-1) en un tubo circular de D = 150 mm a la temperatura de 280C y a las
concentraciones: 1– agua; 2– 25 %; 3– 30 %; 4– 40 %; 5 – 45 %; 6 – 50 %.
En la figura, solo se aprecia bien el cambio de régimen para las
concentraciones de 45 y 50 % (en la tubería de 150 mm) y para 50 % ( en la
tubería de 100 mm). Las restantes curvas muestran solo el régimen
turbulento.
Los puntos experimentales correspondientes a la zona turbulenta presentan,
en todos los casos, un comportamiento no lineal.
�La zona inicial de las curvas que describen el régimen estructural puede ser
representada por una recta que tiende a interceptar el eje de las ordenadas
a una distancia dada del origen. Para diferentes concentraciones másicas,
estas rectas tienen diferentes ángulos de inclinación (figura 3.7). Las curvas i
= f(v) obtenidas para el régimen turbulento tienen mayor pendiente que las
curvas análogas para el agua.
En la figura 3.7 se observa que la posición de las curvas depende de la
concentración de sólidos, mostrando las mismas características y se
diferencian por un incremento de las pérdidas hidráulicas debido al aumento
de la fase sólida en la hidromezcla.
Los datos representados en la figura 3.7 fueron procesado estadísticamente
mediante un programa de computación (Tierra) con vistas al ajuste de las
curvas a una ecuación polinomial de i = f(v), tal como se muestra en las
tablas 3.2 y 3.3. El mismo procedimiento se aplicó para las curvas obtenidas
a las temperaturas de 60 y 90°C, en el mismo rango de concentraciones de
sólido, para todas las suspensiones de las muestras estudiadas. Los
resultados se dan en las tablas 3.1 a 3.6 del Anexo 3.
Con la finalidad de describir el efecto de la temperatura, en la figura 3.8 se
presentan las curvas de i = f(v) (D = 100mm), a las temperaturas de 28 y
90°C y para una concentración de 50% de sólido correspondiente a la
muestra R-3. Puede verse en la figura, que con el aumento de la
temperatura el límite de fluidez de las pulpas aumenta progresivamente, por
lo que las viscosidades efectivas de las suspensiones decrecen, lo que
provoca una disminución apreciable en las pérdidas hidráulicas .
(X 1000)
∆P/L
(Pa/m)
(X 1000)
8
8
Muestras a 50 % sólido
7
7
C
0
R3- 28 C
R3- 90 0C
6
5
6
5
B
4
3
4
3
A
2
2
1
1
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Q, m3/h
Figura 3.8 Curvas de ∆P/L vs Q que demuestran el efecto de la temperatura.
�En las curvas se observan con claridad los tres regímenes de flujo (laminar,
transición y turbulento) que están representada por las zonas A, B, C,
respectivamente. En relación con esto ultimo, la posibilidad de obtener datos
de
las
tres
zonas
depende
de
la
concentración
de
sólidos,
fundamentalmente. Así para concentración de 50% se logran las tres zonas,
en cambio, para 40% de sólido se observa solamente la zona C.
Es necesario indicar que una de las peculiaridades del flujo de las colas lo
constituye la zona transitoria entre el régimen laminar y el turbulento. Así,
para una misma concentración ( 40 ó 50 % de peso en sólido ), al
incrementar la temperatura se reduce la magnitud de u, lo que indica la
destrucción de los lazos estructurales de las colas y un cambio en la
distribución del perfil de velocidades por la sección transversal de la tubería,
mediante el cambio del régimen de movimiento por la relación V máx. / V
med. = 1,27 – 1,68 .
Con vista a describir la influencia de la naturaleza de las muestras, en la
figura 3.9 se presenta la dependencia
i = f(v) (D = 100mm) de las
suspensiones correspondiente a las muestras R-1 y R-3, a 90°C y 50% en
peso de sólido. En la figura se observa que, para una misma velocidad, el
gradiente de presión es mayor para la muestra R-3. Este comportamiento
corrobora los resultados de las curvas de flujo (comportamiento reológico) y
de los resultados de estabilidad en el Capitulo II. Para ambas muestras se
distinguen las zonas correspondientes a los regímenes de flujo laminar y
turbulento.
Comportamientos similares se obtienen para todas las muestras, a las tres
temperaturas estudiadas y a todas las concentraciones, las cuales no
se muestran en el trabajo, pero pueden ser comprobadas a través de los
gráficos de i = f(v) presentados anteriormente, tanto en el texto como en el
Anexo 3.
�Tabla 3.2. Resultados de la elaboración de los datos experimentales (D = 100 mm).
Concentración
másica. (C %).
agua
Ecuación.
Coeficiente de
correlación.
Desviación
estándar.
0.9999
13.216
0.9933
100.1268
0.9957
65.6221
0.9884
91.7649
0.9957
85.3446
0.9965
112.6731
i=(-14.0476)*(1)+(26.6143)*(V)+
(96.7643)*(V^2)
25
i=(1023.3834)*(1)+(-2304.622)*(V)+
(2287.4066)*(V^2)+
30
(-762.9451)*(V^3)+(84.9025)*(V^4)
i = (-151.5753)*(1)+ (1218.2622)*(V)+
(-372.6291)*(V^2)+ (50.2225)*(V^3)
40
45
i=(2382.9303)*(1)+(-3299.1734)*(V)+
(2805.6233)*(V^2)+(-856.4800)*(V^3)+
(91.1303)*(V^4)
i =(53.2449)*(1)+(1229.4922)*(V)+
(-279.5508)*(V^2)+(41.9858)*(V^3)
50
i=(2403.3956)*(1)+(-2338.5546)*(V)+
(1566.4489)*(V^2)+(-197.4389)*(V^3)
En la tabla 3.7 del Anexo 3 se dan los
parámetros de hidrotransporte
obtenidos en la instalación semi-industrial para las pulpas de colas (muestra
R-1), a diferentes concentraciones 40-50% que siguen el comportamiento de
los plásticos Bingham.
El comportamiento de las relaciones i = f(v) obtenidas para las pulpas de
cola (que se han descrito en los gráficos) es similar al obtenido por otros
autores para suspensiones de caolín, carbón, laterita, serpentina blanda y
otros en el flujo de otros materiales por tuberías de distintos diámetros,
Izquierdo(1989),Pakrovskaya
Suárez(1989),
lo
cual
(1985),
demuestra
Pérez(1970),
las
peculiaridades
Smoldriev(1989),
comunes
que
�caracterizan el flujo de las hidromezcla por tuberías, independientemente de
la naturaleza y propiedades de la fase sólida y del medio dispersante, tal
como se han explicado por Smoldriev y colaboradores ( 1989 ) (Ver
Capítulo I).
3.3 Correlaciones para el cálculo del gradiente de presión para las
hidromezclas de cola con sistema trifásico.
3.3.1 Modelo físico para describir el flujo de las suspensiones de cola a
través de tuberías.
En el capitulo I (epígrafe 1.10), se
presenta
un
resumen
acerca de
las estructuras del movimiento para el caso de las hidromezclas trifásicas
(conformado por sólido- líquido-gas).
Allí se describen
varios
tipos
de estructuras en dependencia del grado de influencia de la fase gaseosa
sobre las características de flujo de este tipo de suspensiones. Así se
describe la estructura lamelar (obturada), la emulsionada y la de barra o
película. En todos los casos, para describir el flujo de los sistemas trifásicos,
hay que tener en cuenta la influencia del número de Froude, dado que la
presencia de la fase gaseosa impide que la mezcla sólido-líquido llene
completamente la tubería. Por consiguiente, el flujo trifásico por tubería se
caracteriza por el movimiento del gas en la masa de la hidromezcla en forma
de burbujas (que pueden ser de diferentes dimensiones), conformando una
película que envuelve la fase sólido-líquido, o formando un pistón por el
centro de la tubería.
Durante la realización de los ensayos experimentales correspondiente a la
presente Tesis en la instalación semi-industrial a través de la ventana de
cristal que se ha descrito en el epígrafe 3.1 y en las pruebas que se llevaran
a cabo en el sistema de transportación de cola en explotación en la fábrica,
se pudo observar a todas las temperaturas pero con mayor incidencia a
90oC y a bajas concentraciones (30%), los gases
en
amoniacales disueltos
las suspensiones crean burbujas que se desplazan a lo largo de la
tubería dentro de la masa sólido-líquido en movimiento; mientras que a alta
concentraciones (40-50% de sólidos) se constató que la fase gaseosa se
separa en la parte superior de la tubería horizontal y la mezcla espesada se
desplaza por la parte inferior de esta. Este cuadro demuestra que las
�suspensiones de colas al transportarse a través de las tuberías lo hacen en
forma de flujo trifásico según la estructura lamelar u obturada que se
describe en el epígrafe 1.10 del Capitulo I.
Tal como se explica en el epígrafe señalado para tuberías horizontales, la
caída de presión total por unidad de longitud de la suspensión trifásica se
debe a los efectos de fricción más una contribución causado por la
aceleración de la mezcla como resultado de expansión del gas. Es por ello
que, para un sistema trifásico la caída de presión en la tubería resulta mayor
que para un sistema bifásico sólido-líquido en iguales condiciones de
operación.
Para la determinación de la caída de presión por unidad de longitud
(pendiente hidráulica) para el flujo trifásico de la cola se propone utilizar la
relación siguiente:
i=
∆p
2 f .ρ .v 2
=ϕ
, Pa/m………………………………………………….. (3.4)
L
D
Donde: i – pendiente hidráulica durante el movimiento de la mezcla trifásica.
f − coeficiente de fricción. Se estima por las ecuaciones (1.17) a
(1.20) ó por la figura 5 ( Anexo1).
ϕ − coeficiente de corrección que tiene en cuenta la presencia de
vapores de amoniaco en la mezcla, y que ocasionan efectos
hidrodinámicos adicionales, así como que impiden el llenado de la tubería
por la pulpa.
Un valor medio de ϕ = ϕ(Fr) (quedando implícito el He) puede ser estimado
por la ecuación (3.5) o por la figura 3.11.
φ = (7.621)*(1)+ (0.314)*(Fr)+(2.122)*(1/Fr)+ (-2.877)*(
Fr )………………………………(3.5 )
Fr – criterio de Froude, determinado por la velocidad promedio de la mezcla.
Los resultados del ajuste de mínimo cuadrado y la validación del modelo
para calcular φ por la expresión 3.5 aparece reflejada en la tabla 3.8 del
Anexo 3.
�En la figura puede verse que el coeficiente de fricción es una función del Re
y del He para el régimen laminar, mientras que para la zona turbulenta
prácticamente solo depende del Re. El comportamiento de las curvas es
similar al mostrado en la figura 5 ( Anexo 1), para sistemas bifásicos, pero
con valores de f muy superiores a los de esta.
Figura 3.10 Curvas de f vs Re para diferentes valores del número
adimensional He.
A partir de los resultados elaborados, en este trabajo, se obtuvo una
correlación que permite estimar el coeficiente de fricción experimental en la
zona turbulenta, la cual se da a continuación:
f exp
10 C
= 1, 0621
Re
…………………………………………………………..(3.3)
C = 3,7037 – 6,3205*10-6He
Esta expresión se obtuvo con un coeficiente de correlación de 0,9748, y
resulta válida para valores de He = 44000 – 100000, y Re = 10000 – 50000.
�•
Se ha visto en el epígrafe 1.9 (Capitulo I) que el coeficiente de
fricción, para el flujo de materiales que siguen el modelo reológico de
Bingham, es una función del número de Reynolds, del número de
Hedstrom y del número de Froude, los cuales se definen en la
ecuación (1.27). Para sistemas bifásicos, el coeficiente f puede ser
estimado por las ecuaciones (1.18), (1.19) y (1.20) en dependencia
del régimen de flujo.
Figura 3.11 Coeficiente de corrección medio ϕ, para las pérdidas hidráulicas
en función del Fr en tuberías de D = 100 y 150mm.
3.5.2 Construcción de las curvas del sistema.
Para la construcción de las curvas del sistema con la ayuda del programa
Microsoft Excel se representan en el gráfico los valores de altura de la red
contra los valores de caudal (tabla 3.6), para los cuales se determinaron,
haciéndola interceptar con la curva de la bomba, obteniéndose así el punto
de trabajo del sistema para la línea A L = 1654 m, según se muestra en la
figura 3.13.
3.6.4 Resultados de la modelación de la ecuación de altura y potencia
de la bomba.
H = A + B ⋅ Q + C ⋅ Q 2 ………………………………………………………(3.17)
N = D ⋅ Q + E ⋅ Q 2 + F …………………………………………………… (3.18)
�Donde:
H: Carga. (m)
N: potencia.(Kw.)
Q: caudal (m3/s)
A,B,C,D,E,F: coeficientes que se obtienen de las curvas dadas por el
fabricante de bombas.Con ayuda del programa MathCAD y del sistema de
ecuaciones, se forma una matriz para determinar los coeficientes
A,B,C,D,E,F.
Tabla 3.2. Valores de los coeficientes (agua y cola).
Para el
Para la
Coeficientes
agua
cola
A
70
43
B
72.654
44.834
C
74.32
45.851
D
60
33.
E
61.345
33.842
F
62.225
34.323
Así se obtienen las expresiones que describen la carga y la potencia de la
bomba, en función del caudal:
Para el agua
Para la cola
H = 70 + 72.654 ⋅ Q + 74.32 ⋅ Q 2
H = 43 + 44.834 ⋅ Q + 45.851 ⋅ Q 2 …… (3.19)
N = 60 ⋅ Q + 61.345 ⋅ Q 2 + 62.225
N = 33 ⋅ Q + 33.842 ⋅ Q 2 + 34.323 ….
(3.20)
3.6. Sistema de ecuaciones para determinar los parámetros racionales
del sistema de hidrotransporte.
Por racionalización de un sistema de hidrotransporte se entiende la
selección de aquellos valores de los parámetros de dicho sistema que
�garantizan su mayor efectividad. Las variables de operación más
importantes en el hidrotransporte lo constituyen la velocidad del flujo de la
pulpa y la concentración de material sólido en él. Con el aumento de la
velocidad y la concentración se puede disminuir el diámetro de la tubería
(por tanto, disminuye el peso de la tubería metálica y su costo) y utilizar
bombas de menor capacidad. Esto garantiza la disminución de las
inversiones básicas, pero, al mismo tiempo, se aumentan las pérdidas de
presión; es decir, crece el gasto de energía eléctrica, y se incrementa el
desgaste del equipamiento. Esto conlleva al aumento de los gastos de
explotación. Por consiguiente resulta obvio la necesidad de calcular aquellos
valores de velocidad y concentración de la pulpa que posibiliten obtener los
gastos de explotación mínimos.
Para la determinación de la velocidad racional del flujo de la pulpa (Dakukin
1987), propuso la correlación (3.21):
X rac
−0.5
1.3 ⋅ V 1 − V 2 ⋅ X rac
− 0.5 ⋅ V 3 ⋅ X rac
=
1.2 ⋅ (V 4 + V 5 + 1)
0.6
………………………………..(3.21)
Donde: Xrac – Es la relación entre las velocidades racional e inicial:
( X rac =
Vrac
).
Vo
V0 - Valor inicial de la velocidad del flujo, en (m/s); (con frecuencia es la
velocidad crítica).
Durante la selección de la velocidad óptima es necesario mantener la
condición.
Vrac ≥ VCRIT ………………………………………………………………. (3.22)
Si esta condición no se cumple, entonces en calidad de la velocidad de
trabajo se toma la crítica.
Cb- Costo de una bomba. Cb=8 907. 69 USD.
E- Coeficiente normativo de efectividad de la inversión básica. E=33,3.
nb-Cantidad de bomba en el sistema. Nb=5.
S´- Concentración inicial.%
�QT- Cantidad de sólido transportado en un año, T
ρT- Densidad del sólido, Kg/m3
L- Longitud de la tubería, m.
r- Tarifa de pago de la energía eléctrica.
La concentración racional de la pulpa puede ser estimada por la reacción
propuesta por Dakukin( 1987):
2.5
V2
…(3.23)
Yrac =
0.3
−0.9
0.6[V1+V3⋅ (1−b1) +1] −0.4⋅V3⋅ b1⋅Yrac +0.62V4⋅ b2⋅Yrac −1.5[V4(1−b2) +V5]Yrac
Donde: Yrac= Srac/S´
S´ - Valor inicial de la concentración.
Qt
28.2(E + 0.073) ⋅ (0.14C b H + 0.85)
ρt
V1 =
n ⋅ r1 + 9.3 ⋅ r 2
0.15
Qt
0.48(E + 0.073) ⋅ (0.13 ⋅ C b H + 0.78) ⋅
ρt
V2 =
n ⋅ r1 + 9.3 ⋅ r 2
23000(E + 0.036) ⋅ n ⋅ nε
0.63
⋅ (v * )
−1.85
V3 =
0.04
0.15
⋅ δ1
……..( 3.24)
0.65
⋅ (v * )
− 2.35
⋅ (S )
− 0..35
⋅ δ1
……(3.25)
(v ) (S ) (0.75+1.67⋅ S )
* −0.85
⋅ (S )
0.37
Qt
ρt
−0.22
⋅ Lv−0.63
…. (3.26)
n ⋅ r1 + 9.3 ⋅ r2
196(E + 0.15) ⋅ n ⋅ nε
V4 =
0.2
(v *)
−0.25
(S )
−0.67
(0.75 + 1.67 ⋅ S )
n ⋅ r1 + 9.3 ⋅ r 2
0.8
Qt
ρt
−0.07
⋅ Lv −0.2
… (3.27 )
b1 =
0.62 ⋅ S
0.75 + 1.67 ⋅ S
b2 =
1.34 ⋅ S
……….. …………………………………………..…… (3.29)
0.75 + 1.67 ⋅ S
……………………………………………………… (3.28)
Las dependencias ( 3.21) y (3.23), se resuelven por el método de
aproximación sucesiva (aplicar método de Newton). Inicialmente se toma
(Xrac = Yrac =1), y se colocan en la parte derecha de las ecuaciones (3.21) y
(3.23). Seguidamente, el ciclo de cálculo (Xrac y Yrac), se repite. El cálculo se
�termina, cuando la diferencia entre los valores calculados y los supuestos
sean pequeños. Con frecuencia son suficientes tres o cuatros ciclos de
cálculo.
Es necesario señalar que las dependencias ( 3.21) a (3.29), fueron
elaboradas para materiales sólidos con una granulometría no mayor de 3
mm, con resultados confiables en esos límites.
A continuación, se procede a ilustrar con su ejemplo el uso del sitema de
ecuaciones propuesto.
Para resolver las ecuaciones del tipo Z=ƒ(z) se pueden utilizar diferentes
métodos analíticos, numéricos y gráficos. Debido a la complejidad que
presenta el sistema de ecuaciones obtenidas para la determinación de Xrac y
Yrac, se prefiere utilizar
un método gráfico-numérico, apoyándose en el
software Derive for Windows, versión 4.0. Para ello se transforman las
ecuaciones del tipo Z=ƒ(z) a ecuaciones del tipo 0=ƒ(z)-z y se grafica la
función U=ƒ(z)-z para determinar si existían ceros de esta función y en que
intervalos puedan estar situados. En ambos casos se determinó el
comportamiento de las funciones U=ƒ(v)-v y U=g(c)-c donde ambas
presentan dos ceros (interceptos con el eje horizontal) cada una. A partir de
conocer en que intervalos se encontraban estos ceros y usando la opción
SOLVE de este software se obtuvieron, por el método de Bisección, las
raíces de cada ecuación.
X1=0,063 289
X2=0,754
Y1=1.14 979
Y2=17.7 597
Ahora toca decidir, para cada caso, cual es la solución más adecuada.
Para el caso de la concentración es adecuado exigir que Crac ≤ Ccr. Puesto
que
Crac=Yrac*Yini
;
Yini=35;
Y1=1,14979;
Y2=17,7597,
entonces
Crac1=Y1*35=40,24 y Crac2=Y2*35=62,1589 ; sobre la base de que Ccr=60, se
toma Cract1=40,24 265 ≤ 60=Ccr.
Para el caso de la velocidad es adecuado exigir que: Vopt ≥ Vcr. Puesto que
Vrac=Xrac*V0 y V0=0,99 m/s; Xrac2=0,7 616 y Xrac1 =0,0 639282; entonces,
�Vrac1=Xrac1*0,99=0,063289 ; Vrac2=Xrac2*0,99=0,754 ; de ahí que Vcr=0,44 m/s, por lo tanto, se toma
Vrac2=0,754 ≥ 0,44=Vcr.
�Valoración Técnico – Económica
90
CAPITULO IV . VALORACIÓN TÉCNICO – ECONÓMICA.
4.1. Valoración Técnico- Económica.
Una gran parte de los gastos durante el hidrotransporte lo constituyen los
gastos de energía eléctrica,
por lo que su economía es una de las
direcciones estratégicas de la producción en la actual etapa. Una correcta
selección y organización en la explotación del equipamiento de bombeo
en régimen económico permite el ahorro de energía eléctrica y aumentar
la efectividad del transporte hidráulico.
Para proyectar y explotar con efectividad el equipamiento de las
instalaciones de hidrotransporte es necesario seleccionar correctamente
el equipamiento de bombeo para las condiciones concretas de
explotación, determinar y analizar el régimen de trabajo de las bombas en
el sistema de hidrotransporte en correspondencia con los requerimientos
exigidos y, considerando mínimo los gastos de energía eléctrica,
determinar y analizar los indicadores técnico - económico de trabajo del
sistema de hidrotransporte.
Dentro de los indicadores técnico - económicos principales de la
instalación de hidrotransporte se encuentran: productividad anual de la
instalación por el sólido transportado , en m3/año; potencia instalada
sumaria del motor, en kW.; gasto anual de energía eléctrica kWh/año;
gasto específico de energía eléctrica por 1 m3 de material transportado,
kWh/m3; costo de energía eléctrica gastado en la transportación de 1 m3
de material sólido $/m3.Por otra parte los costos de mantenimiento
decrecen al disminuir las y fallas y averías del equipamiento. También
disminuye el costo total de los descuentos anuales de los activos fijos al
incrementarse el tiempo de vida útil de la instalación.
En la tabla 4.1 se muestran los resultados de los principales indicadores
tomados en cuenta en la determinación de los gastos de explotación de la
instalación actual trabajando en dos condiciones (a régimen normal de
trabajo (1) y a régimen cavitacional (2)) de operación según la
metodología propuesta por González B.M.(1997).
�Valoración Técnico – Económica
91
En condiciones normales de operación, la instalación trabaja con una
capacidad de 160 m3 / h;
sin embargo cuando entra en régimen
cavitacional su capacidad se reduce a la mitad, ocasionando pérdidas por
mayor consumo de energía y mantenimiento de la instalación, tal como
se refleja en la tabla 4.1 con el correspondiente incremento de los costos
de producción de la Empresa y una menor productividad. Por
consiguiente, si se logra eliminar el régimen cavitacional se ahorrarán 3,2
$ USD por cada m3 de cola transportada, con un ahorro en los gastos de
explotación de 40 340 $USD anualmente.
4.1 . Costo de transportación de un m3 de cola, $ USD.
INDICADORES
1
2
17769.7
17769.7
32850
32850
143848.4
182208
78.84
78.84
14
14
3772
4883
Gastos de amortización de las bombas.
2672.307
2672.307
Gastos de amortización de las tuberías y soportes.
4892.065
4892.065
813
813
Gastos de salario del personal de operación.
Gastos por consumo de agua para disminuirle la
temperatura a la cola.
Gastos de energía eléctrica.
Gastos por iluminación.
Gastos imprevistos.
Gastos por mantenimiento.
Gasto del salario del personal indirecto
205943.112 246180.912
Total ( Gb )
Gasto para transportar un m3 de
cola en 3.5 Km
1.3
4.50
(USD)
Teniendo en cuenta el análisis de lo ilustrado en la tabla 4.1, acerca de la
situación actual de la Planta de Recuperación de Amoníaco, se concluye
que, aplicando los resultados obtenidos en la presente Tesis, es posible,
lograr mejoras sustanciales favorables a la producción y a la economía de
�Valoración Técnico – Económica
92
la fábrica. A manera de ejemplo, se desarrolla en forma resumida , a
continuación , un estudio de factibilidad del mejoramiento del sistema de
transporte de las colas en la Empresa Che Guevara.
4.2 Resumen de la factibilidad del mejoramiento de la eficiencia del
sistema de transporte de cola en la Empresa Comandante Ernesto
Ché Guevara.
El estudio sobre el mejoramiento de la instalación de colas de la Planta
Recuperación de Amoniaco de la Empresa “Cmdte Ernesto Ché
Guevara”, a fin de mejorar su eficiencia se desarrolla sobre la base de
determinar los parámetros racionales de trabajo, que permitan lograr
estabilidad y disminuir los costos en el transporte de las colas. Para ello
se ha tenido en cuenta el aumento de capacidad requerido por la Planta
para los próximos 5 años. Como resultado de este estudio se recomienda
el cambio de la instalación actual, en específico, el cambio de las actuales
bombas por otras bombas centrífugas especialmente diseñadas para el
bombeo de pulpas abrasivas, tipo PKB 2001, con una variación de la
potencia de 75 KWh a 55 KWh, y el cambio del diámetro de tuberías del
actual D-200 a D-250 para mejorar las características de flujo de la pulpa.
Alcance
En este resumen se pretende presentar un cálculo de prefactiblidad de la
instalación, con vistas a determinar desde el punto de vista económico
financiero, las características del proyecto citado.
Modelación
Se ha utilizado un modelo establecido para 7 años en correspondencia
con el tiempo de vida útil calculado a la instalación, con 6 meses para la
contratación, entrega, construcción y montaje y 6,5 años de explotación.
Ha sido elaborado el cálculo del costo de inversión, estado de resultados
para el proyecto, flujo de caja y flujo de fondos, así como el cálculo del
financiamiento requerido.
Ingresos
Inicialmente fueron calculados los gastos de la instalación actual y de la
nueva instalación, resultando un ahorro para el proyecto en los siguientes
elementos:
�Valoración Técnico – Económica
93
Ahorro de electricidad (por concepto de instalar bombas de menor
potencia), calculado a un precio de 70 USD/MW).Ahorro de consumo de
agua ( m3 por año a un precio de 0,15 USD/ m3). Ahorro por
mantenimiento y materiales auxiliares de la operación, por ser este
equipamiento más fiable. Ahorro por gastos imprevistos, el cual se valoró
conservadoramente en 13600 dólares para el primer año, sobre la base
de una reducción esperada del índice de rotura a de 0,20 a 0,03.También
se consideró el ahorro de no ejecutar el recambio de bombas de la
instalación actual, la cuál se encuentra depreciada a un 75 %, en el
segundo año de vida del proyecto. Este ahorro se proyectó para una sola
vez en los 7 años, a pesar de que la instalación actual tiene un tiempo de
vida calculado en 3.5 años y la proyectada de 6,25 años.
Gastos de Inversión
La inversión en activos fijos comprende básicamente el recambio de
tuberías y bombas, estimadas sobre la base de ofertas y estimados
actualizados a precios del año 2002, revisados con personal de la
Empresa Importadora del Niquel y de la Subdirección Comercial de la Ché
Guevara. La construcción y montaje de la instalación se calcularon sobre
la base del costo de los activos fijos que se incorporan, considerando 37%
para el montaje y desmontaje de las bombas y 60 % para el de las
tuberías. Se consideran gastos preoperativos consistentes en el proyecto
de investigación realizado, un proyecto de ingeniería y licencia ambiental.
El total de inversión alcanza 223.5 MUSD.
Capital de trabajo
Se reporta un incremento de gastos por este concepto al considerarse un
aumento de la inmovilización de efectivo, como resultante del proceso de
inversión y un aumento de capacidad del 5% en el uso de la instalación, a
partir de la generación adicional de colas como resultado del aumento de
capacidad de la planta y la reducción de la ley de mineral en el primer
año.
Gastos de Operación
Los gastos de operación de la nueva instalación son similares a los de la
actual, exceptuando los gastos de electricidad, mantenimiento, agua e
�Valoración Técnico – Económica
94
imprevistos que resultan inferiores a los actuales y de ahí un ingreso neto
para el proyecto. Se consideró un incremento de los gastos financieros a
consecuencia del pago de intereses relacionados con la inversión.
Indicadores de factibilidad
El valor neto actualizado del proyecto, calculado para una tasa de
rendimiento del 15%, como promedio para proyectos similares, resulta
positivo en 113,6 MUSD, al término de los 6,5 años de operación, lo que
indica que el proyecto resulta económicamente factible y que como
resultado de su realización se generan ingresos para la entidad.
La tasa interna de retorno de 44% indica el límite del costo del
financiamiento requerido, muy por encima del disponible que se estima en
11,5 % de interés anual, lo que confirma la factibilidad del proyecto.
El período de recuperación es de solo 11 meses. Si no fuera considerada
la necesidad de renovar ningún equipamiento de la instalación actual, en
los próximos años aún el periodo de recuperación del proyecto no
superaría los 3.2 años.
Financiamiento
Se considera una ejecución al crédito de 190.0 MUSD, al 11.5 %, con un
período de repago de 4,5 años, con un período de gracia de 6 meses y un
gasto financiero total de 67.5 MUSD. Estas condiciones están dentro de
las normalmente consideradas para la Empresa en su etapa de
expansión. El financiamiento se proyectó únicamente a partir de los
recursos que genera el proyecto por ahorros.
Los principales indicadores obtenidos en este estudio se dan en las
tablas 4.1 a 4.5 del Anexo 4.
4.2. Conclusiones parciales
1.- El análisis económico realizado revela que los principales gastos de la
instalación son provocados por la cavitación incrementando el gasto
energético y los gastos por concepto de mantenimiento. Si se lograra
eliminar este fenómeno del sistema, se ahorrarían 3,2 USD por cada
metro cúbico transportado con un ahorro de los gastos de explotación de
40 337,8 USD.
�Valoración Técnico – Económica
95
2.-En el estudio de factibilidad de la propuesta de mejora de la instalación
industrial, para las condiciones de operación de la Planta de
Recuperación de Amoniaco,se obtienen los siguientes parámetros de
rentabilidad: El valor neto actualizado del proyecto, calculado para una
tasa de rendimiento del 15%, resulta positivo en 113,6 MUSD, al término
de los 6,5 años de operación; la tasa interna de retorno de 44%, un 11,5
% de interés anual, una recuperación es de solo 11 meses. el periodo de
recuperación del proyecto no superaría los 3.2 años.
�CONCLUSIONES GENERALES.
1.- La caracterización del sólido y de la hidromezcla de la cola realizado en
la presente tesis, además de ser una novedad, constituye una necesidad
para mejorar la actual tecnología de manipulación y transportación de la
cola del proceso CARON .
2.- La investigación permitió establecer que las colas constituyen un sistema
polidisperso con predominio de partículas inferiores a 43 µm, con
partículas en forma de elipsoides de revolución, que presentan un índice
de aplastamiento de 0,58 y un diámetro equivalente promedio de 0,04
mm, y , además , que la fase sólida presenta una composición química
bastante estable y conformadas por varias fases mineralógicas, siendo
las fases principales, la Magnetita y la Maghemita, esta última , al
parecer,
surge por oxidación de una parte de la magnetita como
consecuencia de la acción de las condiciones de operaciones actuales
en las Plantas de Lixiviación y la de Recuperación de Amoníaco. La
caracterización magnética demuestra que la fase sólida posee
propiedades típicas de los materiales ferrimegnéticos, debido a al alto
contenido de Magnetita y Maghemita.
3.- Los ensayos de estabilidad confirman que dado el alto contenido de
partículas finas, las hidromezcla de las colas se comportan como un
sistema coloidal, cuyos valores de p.z.c en agua destiladas son similares
a las reportadas en la literatura para suspensiones de Magnetita y de
Maghemita, como era de esperar , las magnitudes de los p.z.c
disminuyen hacia valores de pH más ácidos en las pulpas preparadas en
agua amoniacal. Se comprueba la gran influencia que ejercen estas
propiedades superficiales sobre la reología y de la sedimentación de las
pulpas.
4.- La caracterización reológica permitió establecer el carácter no
newtoniano de las colas, dependiendo grandemente su comportamiento
de la concentración de sólidos. Así se observa un flujo seudoplástico a
concentraciones de 25 – 35 % en peso y un comportamiento plástico
Bingham para valores mayores de 40 % en peso , a todas las
temperaturas estudiadas
( 28- 90 º C ) .
�5.- Se obtuvo experimentalmente las curvas de estabilidad y los puntos de
carga cero (p.z.c.) en agua destilada y en agua amoniacal industrial.
Los valores de los p.z.c. en agua destilada son cercanos a los
registrados en la literatura para suspensiones de Magnetita y
Maghemitita en agua destilada ( pulpas de la Empresa “Comandante
Ernesto Che Guevara”), estos valores se desplazan hacia la izquierda
es decir hacia la zona más ácida ( pH más bajo) lo que influye
considerablemente en la reología de las pulpas y sedimentación de los
sólidos en las mismas.
6.- Las investigaciones de los parámetros del transporte hidráulico de las
colas de la Empresa “ Comandante Ernesto Che Guevara” con un
componente gaseoso, mostraron mayores caídas de presión y factores
de fricción que los reportados en la literatura para pulpas bifásicas
normales, bajo las mismas condiciones de trabajo. La composición
mineralógica, la concentración y temperatura de las muestras ejercen
gran
influencia
sobre
el
gradiente
hidráulico.
Se
obtuvo
las
correlaciones gráficas y expresiones matemáticas que describen el flujo
de esas colas por tuberías; así como el factor de fricción para régimen
laminar y turbulento.
7.- La velocidad racional de transportación se obtuvo para el inicio del
régimen turbulento a partir de criterios de menor consumo de energía
por toneladas de sólidos transportados, los que resultaron inferiores a
los aplicados en la actualidad y reportados en la literatura para
velocidades críticas de pulpas bifásicas normales. En las velocidades
racionales obtenidas, el sólido se mantuvo en suspensión en la pulpa y
no se observó sedimentación alguna.
8.- El conjunto de correlaciones obtenidas permitió conformar un modelo
matemático aplicado para la metodología de cálculo de las instalaciones
de transporte de colas trifásicas en el proceso CARON, que permitió
calcular las instalaciones, establecer regímenes racionales de trabajo y
seleccionar adecuadamente el equipamiento; así como valorar el
trabajo de las existentes, lo que constituye el principal problema de
estas en la actualidad.
�RECOMENDACIONES
1.- Recomendar a la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara la
introducción de los resultados de esta tesis con vista a eliminar el
régimen de operación cavitacional que actualmente se presenta en el
sistema de bombeo de las colas con el objetivo de disminuir el
consumo el consumo de agua y energía eléctrica que provocan
pérdidas considerable a la fábrica.
2.- Proponer a la dirección de la Empresa ”Comandante Ernesto Che
Guevara “, un proyecto para la evaluación y /o modificación de las
instalaciones que operan con colas, con vista a la ampliación de las
capacidades instaladas sobre la base de la reducción de los
consumos energéticos, y de agua, y de gastos de mantenimiento.
3.- Propiciar que alguna institución elabore una tecnología que permita la
separación de la Magnetita y de la Maghemitita de las colas de
manera que estas constituyan una posible fuente de materia prima de
estos óxidos ferrimagnéticos para ser utilizadas en otra rama de la
economía nacional que lo requiera, el cual ayudaría a mejorar el
balance económico de la Empresa.
4.-Recomendar a CITMA que se realice un estudio acerca de la
anomalía magnética que causa la acumulación de las colas en las
proximidades de la ciudad de Moa, dado su impacto ambiental con
posibles consecuencias sobre la salud de los habitantes, flora y fauna
de la ciudad.
5.- Aplicar los aportes metodològicos señalados en la introducción de la
tesis en los planes y programas de estudio de las carreras indicadas.
�Bibliografía
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�Anexo 1
Tabla 1.1. Composición granulométrica de las colas de Nicaro.
Muestra
No.
Fracción ( mm )
Mallas
Peso ( g )
%P
25.91
1
+ 0.150
+ 100
27.26
M-3
2
+ 0.074
+ 200
17.49
+ 0.15
3
+ 0.044
+ 325
8.00
7.600
4
- 0.044
- 325
51.43
48.90
5
+ 0.150
+ 100
2.99
2.41
6
+ 0.074
+ 200
3.99
3.21
7
+ 0.044
+ 325
8.99
7.34
8
- 0.044
- 325
107.24
86.4
9
+ 0.150
+ 100
5.99
5.34
10
+ 0.074
+ 200
11.12
9.91
11
+ 0.044
+ 325
17.99
16.03
12
- 0.044
- 325
75.30
67.11
13
+ 0.150
+ 100
8.57
7.1
14
+ 0.074
+ 200
16.50
13.74
15
+ 0.044
+ 325
11.99
9.98
16
- 0.044
- 325
81.90
68.2
17
+ 0.150
+ 100
6.99
5.4
18
+ 0.074
+ 200
12.99
9.97
19
+ 0.044
+ 325
16.00
12.3
20
- 0.044
- 325
91.93
70.6
M-4
- 0.03
M- 5
- 0.15
+ 0.03
M-6
M-7
Datos sobre la separación en fracciones de las muestras
resultantes del
tratamiento tecnológico.
(*Datos suministrados por el CIS )
�Anexo 1
1.2. Composición química de las colas de Nicaro.
M
% Co
% Fe
% SiO2
%
MgO
%
Al2O3
%
Cr2O3
%
MnO
% Ni
3 ( + 100 )
3 ( + 200 )
3 ( - 325 )
4 ( + 200 )
4 ( + 325 )
4 ( - 325 )
5 ( + 150 )
5 ( + 200 )
5 ( + 325 )
5 ( - 325 )
6 ( + 100 )
6 ( + 200 )
6 ( + 325 )
6 ( - 325 )
7 ( + 150 )
7 ( + 200 )
7 ( + 325 )
7 ( - 325 )
0.061
0.073
0.087
0.090
0.091
0.082
0.082
0.089
0.073
0.079
0.080
0.086
0.082
0.079
0.089
49.4
53.0
52.6
41.68
34.4
42.8
38.80
39.4
42.4
49.0
53.0
50.6
53.0
53.0
12.6
18.4
26.4
41.6
10.4
8.5
9.2
21.8
13.4
17.0
15.7
16.9
8.5
10.7
9.8
10.8
27.8
23.8
17.5
10.4
6.6
4.9
17.0
11.4
16.0
11.6
7.5
6.6
9.0
5.8
5.6
26.9
21.6
12.6
6.94
6.73
6.53
1.41
5.30
5.10
0.70
5.51
6.32
5.10
6.73
6.32
6.94
6.12
0.20
4.28
5.51
5.71
4.35
2.30
2.56
9.78
3.58
2.56
8.47
3.84
4.10
2.56
2.30
2.82
3.58
2.30
4.56
4.61
4.10
3.07
0.76
0.88
0.86
0.66
0.78
0.76
0.76
0.86
0.88
0.90
0.66
0.90
0.42
0.82
0.80
1.7
1.6
1.7
1.8
1.8
1.6
1.6
1.7
1.4
1.5
1.6
1.7
1.6
1.5
1.7
Análisis químico de las muestras estudiadas.
( * Datos suministrados por el CIS ).
�Anexo I
Figura 1. Elementos de medición de los reómetros rotacionales: (a) , (b) , (c) –
de cilindros coaxiales ; (d) – de cono y plato.
�Anexo 1
Figura 3. - Perfiles de distribución de velocidades de una suspensión de caolín
con D = 200 mm y diferentes regímenes de flujo: 1 – homogéneo; 2 –
estructural; 3 – transitorio; 4 – turbulento.
Figura 4. Dependencia de i = f(v), que caracteriza el flujo de la hidromezcla de
materiales granulares por tuberías D =0.3 m: 1 – C = 0; 2 – C = 2,3 %; 3 – C =
3,1 %; 4 – C = 3,2 %; 5 – C = 3,5%; 6 – C = 4,5% ; 7 – C = 5,2%.
�Anexo I
Figura 5. Factor de fricción en la función del número de Re y He para plásticos Bingham (materiales homogéneos,
suspensiones sólido – líquido).
�Anexo I
bas e de c arbon
bas e de c ombus tible
13%
6% 4% 4% 4%
7%
bas e de amoniac o
4%
14%
planta potabiliz adora
ins talac iones de la mina
planta de c alc inac ion y s inter
8%
planta de hornos de reduc c ion
9%
7%
12%
8%
planta de lix iv iac ion y lav ado
planta de rec uperac ion de amoniac o
planta de s ec aderos y molinos
lineas de trans mis ion ady ac entes
pres a de c olas
planta termoelec tric a
Figura 6 . Afectaciones ambientales que provocan cada una de las zonas que
componen la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara.
�Anexo 3
Tabla 3.1. Mediciones del agua en la tubería de 100 mm
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
i (Pa/m) v (m/s)
0,00746779
0,02969446
0,06542366
0,10470181
0,15703775
0,19697478
0,25606422
0,32069423
0,35019403
0,3611404
0,37276062
732,5903
2913,027
6418,061
10271,248
15405,403
19323,226
25119,9
31460,104
34354,034
35427,873
36567,817
18,6516
38,151
57,3678
74,0412
89,5842
100,6056
114,7356
129,996
135,648
137,6262
139,887
49,87
198,3
436,9
699,2
1048,7
1315,4
1710
2141,6
2338,6
2411,7
2489,3
Lamda
0,02300759
0,02186627
0,02130638
0,02047003
0,0209726
0,02085823
0,02084797
0,0203396
0,02039826
0,02043549
0,02041674
Fr
0,4440367
1,85779817
4,20071356
6,99734964
10,243527
12,9190622
16,8028542
21,5698267
23,4862385
24,1762487
24,9770642
ft
0,005884
0,005558
0,005436
0,00522
0,005334
0,005321
0,005301
0,005184
0,005181
0,005176
0,00518
Re/Fr
172003,383
84090,5426
55922,282
43329,0964
35811,4298
31888,2676
27961,141
24678,7462
23650,4651
23310,52
22933,7844
0,66
1,35
2,03
2,62
3,17
3,56
4,06
4,6
4,8
4,87
4,95
ical (Pa/m)
51,0153532
201,616672
445,873732
713,203472
1066,87097
1342,25063
1739,20283
2183,33823
2375,94526
2443,38866
2526,2744
Re
76375,814
156223,256
234913,488
303188,837
366835,349
411966,512
469826,977
532316,279
555460,465
563560,93
572818,605
iadm2
878,611698
1708,01034
2502,57761
3103,1422
3846,74639
4296,4463
4897,46821
5413,54904
5665,21318
5758,321
5847,54522
�Anexo 3
Tabla 3.3. Mediciones de la cola a 30% en peso de sólido en la tubería de 100 mm
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
i (Pa/m)
v (m/s)
Re
Lamda
ft
0,07999985
0,11088629
0,11999978
0,13999974
0,15999971
0,17999967
0,19999963
0,22007447
0,24408461
0,27029001
0,27999949
0,30399914
0,31999941
0,35999934
0,35005027
7847,9856
10877,945
11771,9784
13733,9748
15695,9712
17657,9676
19619,964
21589,3054
23944,7
26515,45
27467,9496
29822,3159
31391,9424
35315,9352
34339,9316
18,0864
29,3904
31,9338
41,8248
46,0638
55,9548
65,5632
76,8672
92,9754
108,2358
111,9096
116,1486
118,9746
124,344
128,0178
534,24
740,5
801,36
934,92
1068,48
1202,04
1335,6
1469,66
1630
1805
1869,84
2030,11
2136,96
2404,08
2337,64
0,64
1,04
1,13
1,48
1,63
1,98
2,32
2,72
3,29
3,83
3,96
4,11
4,21
4,4
4,53
3502
6773,3
7647,2
10924,6
13495,1
16065,6
20178,4
24998,1
32452,5
39906,9
41706,3
43891,3
45369,3
48196,8
50124,6
0,20066106
0,10532829
0,09655114
0,06566556
0,06186967
0,04717101
0,03817571
0,03056087
0,02316767
0,01893068
0,01834428
0,01848939
0,01854893
0,01910426
0,0175254
0,007388
0,006129
0,005923
0,005354
0,005043
0,0048
0,00453
0,004236
0,004
0,003711
0,003664
0,003612
0,003579
0,003517
0,003479
Fr
Re/Fr
ical (Pa/m)
phi
iadm1
0,41753313
1,10254842
1,30163099
2,23282365
2,70835882
3,99633028
5,48664628
7,54169215
11,0337411
14,9530071
15,9853211
17,2192661
18,0673802
19,7349643
20,9183486
8387,3584
6143,31296
5875,09061
4892,72854
4982,75927
4020,08815
3677,72934
3314,65399
2941,2055
2668,82104
2609,03736
2548,96462
2511,11669
2442,20355
2396,20253
78,6792448
172,357286
196,640046
304,912442
348,367414
489,26592
633,939072
814,830182
1125,7064
1415,34349
1493,89194
1586,3709
1649,2984
1770,31712
1856,19749
6,79010076
4,29630807
4,07526349
3,06619171
3,06710661
2,45682348
2,10682707
1,80363962
1,44797969
1,2753088
1,25165679
1,27971965
1,29567821
1,35799398
1,25937031
0,10033053
0,05266414
0,04827557
0,03283278
0,03093484
0,02358551
0,01908785
0,01528043
0,01158384
0,00946534
0,00917214
0,00924469
0,00927446
0,00955213
0,0087627
iadm2 Recr
335,5
340,8
349,68
343,3
368,8
366,4
367,8
365,6
358,8
360,6
367,7
387,7
401,9
439,6
419,6
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
Fexp.
0,03952415
0,02074648
0,01901765
0,01293413
0,01218645
0,00929126
0,00751946
0,00601957
0,00456333
0,00372877
0,00361327
0,00364185
0,00365358
0,00376296
0,00345197
�Anexo 3
Tabla 3.4. Parámetros del hidrotransporte de las pulpas de colas, en diferentes regímenes de flujo, para las concentraciones
40-50% ( plásticos Bingham5), obtenidos en la instalación experimental ( Muestra R-1).
i
(Pa/m)
563 ÷ 962,5
762 ÷ 1141,5
1520 ÷ 2029,3
V
( m/s)
T
(º C)
D
( mm)
C
(%)
RcrL
RcrTurb. α C
He
FrcritL Frcrit
ϕ Lam
ϕ Turb. τ 0
(Pa)
Turb
4
0,6 ÷ 1,02
0,78 ÷ 1,16
1,12 ÷ 1,49
28
28
28
100
100
100
40
45
50
4504,6
5145,7
5771,3
7700
7700
7700
0,28405
0,3203
0,3527
4,4x10
4,4x104
4,4x104
442,2 ÷ 823,7 0,48 ÷ 0,89
5844,2 ÷ 940,2 0,59 ÷ 0,95
1476 ÷ 1712,9 0,83 ÷ 1,15
60
60
60
100
100
100
40
45
50
3489,6
4040,5
4722,13
6500
6500
6500
0,19686
0,24732
0,7786
4,4x104
4,4x104
4,4x104
0,85
1,4
829,6 ÷ 1422,5
0,7 ÷ 0,97
90
100
50
3817,5
6200
0,2291
4,4x104
0,68
502,9 ÷ 713,6
8898 ÷ 1140
1683,8 ÷ 1781
195,3 ÷ 372,5
417,3 ÷ 677,7
1155,2 ÷ 1473
799,4 ÷ 1331,3
0,61 ÷ 0,87
0,72 ÷ 0,92
1,06 ÷ 1,23
0,43 ÷ 0,83
0,56 ÷ 0,9
0,80 ÷ 1,06
0,61 ÷ 0,93
28
28
28
60
60
60
90
150
150
150
150
150
150
150
40
45
50
40
45
50
50
6905,6
7800,6
8981,5
4717,8
5788,3
7057,5
4984,4
9800
10000
9500
9000
9400
9000
8300
0,4059
0,4293
0,4608
0,2978
0,3527
0,4055
0,3527
9,9 x104
9,9 x104 0,545
9,9 x104 1,5
9,9 x104
9,9 x104 0,6
9,9 x104 0,748
9,9 x104 0,35
1,32
µp
(Pa/s)
3,8
0,755
1,239
1,815
0,016
0,0215
0,0268
7723
4,8
0,67
1,142
1,556
0,01465
0,0192
0,234
1,35
8,676
5,1
1,30
0,0209
0,95
1,3
9,99
8,15
7,9
8,1
0,9
1,2
1,11
10,2
11,26
15,6
9,95
10,5
8,1
0,755
1,239
1,815
0,67
1,142
1,556
1,30
0,016
0,0215
0,0268
0,01465
0,0192
0,234
0,0209
1,7
4,685
�Anexo 3
Tabla 3.6. Mediciones de la cola a 50% en peso de sólido en la tubería de 100 mm.
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
iexp (Pa/m) v (m/s)
Re
fexp
ft
0,19999963
19619,964
20,3472
1335,6
0,72
4701,49254 0,07361111 0,00720208 0,52844037
0,23599987
0,25999952
0,27999949
0,30799884
0,35999934
0,39199988
0,41999923
0,46799854
0,51999905
0,55999897
0,5999989
0,63999883
0,68799964
0,71999868
23151,5869
25505,9532
27467,9496
30214,6858
35315,9352
38455,1882
41201,9244
45910,657
51011,9064
54935,8992
58859,892
62783,8848
67492,7643
70631,8704
29,3904
36,1728
46,629
53,1288
57,3678
60,1938
64,1502
68,3892
72,6282
76,8672
82,5192
86,7582
90,9972
97,7796
1576,01
1736,28
1869,84
2056,82
2404,08
2617,78
2804,76
3125,3
3472,56
3739,68
4006,8
4273,92
4594,47
4808,16
1,04
1,28
1,65
1,88
2,03
2,13
2,27
2,42
2,57
2,72
2,92
3,07
3,22
3,46
6791,04478
8358,20896
10774,2537
12276,1194
13255,597
13908,5821
14822,7612
15802,2388
16781,7164
17761,194
19067,1642
20046,6418
21026,1194
22593,2836
0,04163171
0,03027832
0,01962314
0,01662695
0,0166682
0,01648564
0,01555163
0,0152473
0,01502157
0,01444204
0,01342653
0,01295632
0,01266064
0,01147516
0,00670866
0,00644513
0,00613689
0,00598426
0,00589626
0,00584179
0,00577046
0,00569963
0,00563386
0,00557252
0,00549673
0,00544384
0,00539395
0,00531963
Fr
1,10254842
1,67013252
2,77522936
3,60285423
4,20071356
4,62477064
5,25270133
5,96982671
6,73282365
7,54169215
8,69153925
9,60744139
10,5692151
12,2034659
Re /Fr
ical (Pa/m)
phi
He
iadm1
c
iadm2
Recr
8896,92164
6159,40729
5004,51842
3882,29308
3407,33169
3155,55841
3007,41013
2821,93109
2647,01801
2492,52279
2355,06749
2193,7615
2086,57446
1989,37378
1851,38254
130,674531
253,962956
369,589432
584,76937
740,277181
850,425883
927,626341
1040,7103
1168,27611
1302,38769
1442,96946
1640,35536
1795,76777
1957,43202
2228,95674
10,2208134
6,20566884
4,6978616
3,1975683
2,77844577
2,82691302
2,82201991
2,69504395
2,67513816
2,66630284
2,59165569
2,44264146
2,37999594
2,34719262
2,15713473
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
44222,6832
0,14722222
0,08326342
0,06055664
0,03924628
0,0332539
0,03333641
0,03297129
0,03110326
0,0304946
0,03004315
0,02888408
0,02685307
0,02591264
0,02532128
0,02295032
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
-1,43380059
692,164179
565,445608
506,145056
422,849389
408,228803
441,893978
458,583841
461,036229
481,882941
504,17562
513,015803
512,011859
519,461325
532,408223
518,522992
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
�Anexo III
Tabla 3.10. Mediciones para la Cola 40%, tubería de 100 mm T=60 grados
dP (kgf/cm2)
0,16819572
0,18730887
0,2
0,21100917
0,22553517
0,24082569
0,26146789
0,26605505
0,2706422
0,2940367
0,32125382
0,33525994
0,34862385
0,3632263
0,43593272
dP (Pa) Q (m3/h) iexp (Pa/m) v (m/s)
16500
18375
19620
20700
22125
23625
25650
26100
26550
28845
31515
32889
34200
35632,5
42765
33,912
39,564
47,4768
54,5418
61,3242
64,998
73,476
79,128
84,78
93,258
98,91
103,7142
115,866
124,344
129,996
1100
1225
1308
1380
1475
1575
1710
1740
1770
1923
2101
2192,6
2280
2375,5
2851
1,2
1,4
1,68
1,93
2,17
2,3
2,6
2,8
3
3,3
3,5
3,67
4,1
4,4
4,6
Re
fexp
ft
Fr
11672,3549
13617,7474
16341,2969
18773,0375
21107,5085
22372,0137
25290,1024
27235,4949
29180,8874
32098,9761
34044,3686
35697,9522
39880,5461
42798,6348
44744,0273
0,02680312
0,02192982
0,01626089
0,01299929
0,01099076
0,01044672
0,00887574
0,00778733
0,00690058
0,00619593
0,0060179
0,00571192
0,00475907
0,00430531
0,00472756
0,00604869
0,00587138
0,00566837
0,00551862
0,00539518
0,00533494
0,00521018
0,00513619
0,00506826
0,00497588
0,00491969
0,00487486
0,00477173
0,00470713
0,00466692
1,46788991
1,99796126
2,87706422
3,79704383
4,80010194
5,39245668
6,89092762
7,99184506
9,17431193
11,1009174
12,4872579
13,7297655
17,1355759
19,7349643
21,5698267
Re/Fr
ical (Pa/m)
phi
He
iadm1
c
iadm2
Recr
7951,79181
6815,82155
5679,85129
4944,11926
4397,30423
4148,76094
3670,05776
3407,91078
3180,71672
2891,56066
2726,32862
2600,04092
2327,3537
2168,67049
2074,38047
248,238033
327,975324
455,954684
585,85463
724,053319
804,322114
1003,79412
1147,63127
1300,00768
1544,3385
1717,58708
1871,28264
2286,06323
2597,20838
2814,43492
4,43123073
3,73503709
2,86870614
2,35553314
2,03714279
1,9581707
1,70353657
1,51616643
1,36153042
1,24519333
1,22322764
1,17170969
0,99734774
0,91463589
1,01299198
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
44485,0843
0,053606238
0,043859649
0,032521781
0,025998579
0,021981518
0,020893443
0,017751479
0,015574651
0,01380117
0,012391861
0,012035804
0,011423848
0,009518144
0,008610628
0,009455112
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
-1,43337744
625,711035
597,269625
531,448074
488,072291
463,975087
467,428402
448,936729
424,183325
402,730375
397,766056
409,751341
407,807981
379,588779
368,523115
423,059801
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
�Anexo III
Tabla 3.14.Mediciones para la Cola 30% en tubería de 100 mm T=90 grados.
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
iexp (Pa/m)
v (m/s)
Re
Lamda
ft
0,06796933
0,0942496
0,10557034
0,1190474
0,1359686
0,15299463
0,17000568
0,18700175
0,20747192
0,22974651
0,23794506
0,25840024
0,27198213
0,30598926
0,32298533
6667,791
9245,886
10356,45
11678,55
13338,52
15008,773
16677,557
18344,872
20352,995
22538,1325
23342,41
25349,064
26681,447
30017,546
31684,861
18,0864
29,3904
32,2164
41,8248
50,868
56,2374
66,411
77,715
93,258
108,801
112,4748
116,4312
119,2572
124,344
128,3004
453,9
629,4
705
795
908
1021,7
1135,3
1248,8
1385,5
1534,25
1589
1725,6
1816,3
2043,4
2156,9
0,64
1,04
1,14
1,48
1,8
1,99
2,35
2,75
3,3
3,85
3,98
4,12
4,22
4,4
4,54
14010,6
25772,9
28917,6
40115,47
51276,2
58152,1
71634,6
87242,3
109652,9
133036,7
138693,8
144838,8
149260,7
157287,2
163588,1
0,20057091
0,10532411
0,09818545
0,06569184
0,05072342
0,04669657
0,03720854
0,02988789
0,02302748
0,01873451
0,01815622
0,01839981
0,01845994
0,01910362
0,01894026
0,00499029
0,00419966
0,00406503
0,0037054
0,00345674
0,00333581
0,00314466
0,00297404
0,00278771
0,0026393
0,00260838
0,00257657
0,00255474
0,00251715
0,00248932
Fr
Re/Fr
ical (Pa/m)
phi
iadm1
iadm2
Recr
Fexp.
0,41753313
1,10254842
1,32477064
2,23282365
3,30275229
4,03679918
5,62945973
7,70897044
11,1009174
15,1095821
16,1471967
17,30316
18,1533129
19,7349643
21,0108053
33555,6606
23375,7534
21828,3823
17966,2509
15525,2939
14405,4974
12724,9511
11316,9846
9877,82322
8804,7902
8589,3423
8370,65598
8222,22921
7969,9764
7785,90338
45,1728926
100,385891
116,752448
179,370648
247,516434
291,943865
383,796641
497,055434
670,914834
864,575141
913,122846
966,56087
1005,45709
1076,97677
1133,92722
10,0480614
6,2698054
6,03841727
4,43216329
3,66844329
3,49964539
2,95807695
2,51239583
2,06509072
1,77457103
1,74018206
1,78529884
1,80644208
1,89734826
1,90215029
0,10028546
0,05266205
0,04909272
0,03284592
0,02536171
0,02334828
0,01860427
0,01494394
0,01151374
0,00936726
0,00907811
0,00919991
0,00922997
0,00955181
0,00947013
176,393899
150,520881
153,811079
133,60071
125,463297
127,694934
120,156184
112,9441
104,422946
99,1148561
99,2988405
104,170864
107,047982
115,505872
118,161912
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
2322
0,05014273
0,02633103
0,02454636
0,01642296
0,01268086
0,01167414
0,00930214
0,00747197
0,00575687
0,00468363
0,00453906
0,00459995
0,00461499
0,00477591
0,00473507
�Anexo III
Tabla 3.15. Mediciones para la Cola 50% en tubería de 100 mm T=90 grados
dP (kgf/cm2)
0,16996075
0,20059861
0,22102385
0,2413293
0,26179946
0,30600423
0,33321293
0,35711225
0,39779801
0,44198781
0,47599493
0,50998708
0,58217923
0,58478479
0,61199349
Re/Fr
9700,47847
6651,75666
5372,57269
4365,21531
3880,19139
3423,69828
3248,53232
3036,67152
2850,75286
2686,28635
2567,77371
2391,8988
2275,03078
2149,02908
2012,77939
dP (Pa)
Q (m3/h) iexp (Pa/m) v (m/s)
16673,15 20,3472
1135
0,72
19678,724 29,673
1339,6
1,05
21682,44
36,738
1476
1,3
23674,404 45,216
1611,6
1,6
25682,527 50,868
1748,3
1,8
30019,015 57,6504
2043,5
2,04
32688,188 60,759
2225,2
2,15
35032,712 64,998
2384,8
2,3
39023,985 69,237
2656,5
2,45
43359,004 73,476
2951,6
2,6
46695,103 76,8672
3178,7
2,72
50029,733 82,5192
3405,7
2,92
57111,782 86,7582
3887,8
3,07
57367,388 91,845
3905,2
3,25
60036,561 98,0622
4086,9
3,47
ical (Pa/m)
109,297047
216,12135
317,910042
462,650906
572,382076
717,646087
789,087031
891,355212
999,15237
1112,41144
1206,90926
1372,00414
1501,99212
1664,87581
1874,06206
phi
10,384544
6,19836957
4,64282283
3,48340396
3,05442828
2,84750386
2,81996778
2,67547659
2,65875364
2,6533348
2,63375227
2,48228114
2,58842903
2,34564043
2,18077089
He
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
44284,7004
Re
5126,1244
7475,59809
9255,50239
11391,3876
12815,311
14524,0191
15307,177
16375,1196
17443,0622
18511,0048
19365,3589
20789,2823
21857,2249
23138,756
24705,0718
iadm1
0,14713905
0,08165704
0,05869441
0,04230721
0,03626336
0,03299981
0,03235111
0,03029656
0,02974231
0,02934323
0,02887412
0,02684341
0,02772198
0,02484698
0,02281036
fexp
0,07356952
0,04082852
0,0293472
0,0211536
0,01813168
0,0164999
0,01617556
0,01514828
0,01487116
0,01467161
0,01443706
0,01342171
0,01386099
0,01242349
0,01140518
c
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
-1,43370019
ft
0,00708452
0,00658698
0,00632098
0,00607268
0,00593619
0,00579451
0,00573608
0,0056619
0,00559328
0,0055295
0,00548156
0,00540701
0,00535498
0,00529642
0,00522988
iadm2
754,253057
610,435179
543,246227
481,937799
464,726209
479,289802
495,204184
496,10984
518,796992
543,172617
559,157754
558,055319
605,925533
574,92823
563,531569
Fr
0,52844037
1,12385321
1,72273191
2,60958206
3,30275229
4,24220183
4,71202854
5,39245668
6,11875637
6,89092762
7,54169215
8,69153925
9,60744139
10,7670744
12,2741081
Recr
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
5166,44
�Anexo III
Tabla 3.18.Mediciones de la cola a 30% en peso de sólido en la tubería de 150 mm a T = 28°C.
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
iexp (Pa/m)
v (m/s)
Re
Lamda
ft
0,04
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10001529
0,12
0,13
0,14
0,15001529
0,16
0,17
0,18
0,2
0,22
3924
5886
6867
7848
8829
9811,5
11772
12753
13734
14716,5
15696
16677
17658
19620
21582
10,80945
23,52645
33,0642
40,05855
55,9548
68,03595
82,02465
94,74165
108,73035
118,90395
129,7134
136,70775
139,887
139,887
139,887
261,6
392,4
457,8
523,2
588,6
654,1
784,8
850,2
915,6
981,1
1046,4
1111,8
1177,2
1308
1438,8
0,17
0,37
0,52
0,63
0,88
1,07
1,29
1,49
1,71
1,87
2,04
2,15
2,2
2,2
2,2
7631,62
11094,8
33303
42953,19
68076,76
88823,96
114583,37
139396,04
166983,9
189855,9
213705,95
229353,85
236647,79
236647,69
236647,79
2,08890072
0,6614598
0,39070323
0,30420373
0,1754013
0,13184222
0,10883222
0,0883744
0,07225892
0,06474526
0,05802502
0,05550443
0,05612842
0,06236491
0,0686014
0,00592642
0,00533094
0,0039058
0,00363442
0,00319032
0,00295896
0,00275322
0,00260465
0,00247489
0,0023866
0,00230799
0,0022623
0,00224234
0,00224234
0,00224234
Fr
Re/Fr
0,01963982
0,09303432
0,18375807
0,26972477
0,52626572
0,77804961
1,13088685
1,50873259
1,98715596
2,37641862
2,82813456
3,14135236
3,28916072
3,28916072
3,28916072
388578,852
119254,917
181232,857
159248,221
129358,151
114162,335
101321,693
92392,8079
84031,6025
79891,606
75564,2795
73011,1823
71947,7733
71947,7429
71947,7733
ical (Pa/m)
2,96874114
12,6499748
18,3062303
25,0033626
42,8234533
58,7203388
79,4150904
100,231606
125,43835
144,658587
166,485823
181,262822
188,117584
188,117606
188,117584
phi
88,1181578
31,0198246
25,0078794
20,9251855
13,7448046
11,1392409
9,8822528
8,48235438
7,29920314
6,78217603
6,28521985
6,13363507
6,25778822
6,95309719
7,64840783
iadm1
iadm2
Recr
1,04445036
0,3307299
0,19535162
0,15210187
0,08770065
0,06592111
0,05441611
0,0441872
0,03612946
0,03237263
0,02901251
0,02775222
0,02806421
0,03118245
0,0343007
746
680,2
638,2
645,2
586,02
574,8
611,9
604,4
596,11
622,28
620,16
630,3
652,2
652,2
652,2
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
2415
Fexp.
0,52222518
0,16536495
0,09767581
0,07605093
0,04385033
0,03296055
0,02720805
0,0220936
0,01806473
0,01618631
0,01450625
0,01387611
0,0140321
0,01559123
0,01715035
Tabla 3.21.Mediciones de la cola a 50% en peso de sólido en la tubería de 150 mm a T = 27°C.
dP (kgf/cm2)
iexp
dP (Pa) Q (m3/h) (Pa/m) v (m/s)
Re
fexp
ft
Fr
�Anexo III
0,1146789
0,14525994
0,17584098
0,18042813
0,20948012
0,22324159
0,25229358
0,28
0,3
0,33
0,35
0,3853211
0,4266055
0,48165138
0,5351682
Re/Fr
38954,0894
25285,9878
18478,2219
16378,4239
15013,5553
13726,6791
12642,9939
11717,8968
11172,8783
11086,9331
9940,00901
9545,04176
9008,13316
8428,66261
8097,19835
11250
14250
17250
17700
20550
21900
24750
27468
29430
32373
34335
37800
41850
47250
52500
ical (Pa/m)
26,8055055
60,0082794
105,769453
131,530206
153,925094
180,981579
209,977314
240,881722
262,531196
266,220165
324,292788
348,944738
387,42721
436,887161
469,736443
23,52645
36,24345
49,5963
55,9548
61,0416
66,76425
72,4869
78,20955
82,02465
82,6605
92,19825
96,01335
101,736
108,73035
113,1813
phi
27,9793269
15,8311488
10,8727044
8,97132331
8,90043307
8,06711934
7,85799173
7,6020712
7,47339756
8,10682392
7,05843634
7,22177389
7,20135274
7,21009973
7,45098673
750
950
1150
1180
1370
1460
1650
1831,2
1962
2158,2
2289
2520
2790
3150
3500
0,37
0,57
0,78
0,88
0,96
1,05
1,14
1,23
1,29
1,3
1,45
1,51
1,6
1,71
1,78
3624,06716
5583,02239
7639,92537
8619,40299
9402,98507
10284,5149
11166,0448
12047,5746
12635,2612
12733,209
14202,4254
14790,1119
15671,6418
16749,0672
17434,7015
He
iadm1
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
99501,0373
0,46958155
0,25062657
0,16201747
0,13060803
0,12741815
0,11350826
0,10882469
0,10374777
0,10105849
0,10946069
0,09331748
0,09473269
0,09341518
0,0923361
0,09468501
0,23479078
0,12531328
0,08100873
0,06530401
0,06370908
0,05675413
0,05441235
0,05187388
0,05052924
0,05473035
0,04665874
0,04736634
0,04670759
0,04616805
0,04734251
c
-1,38923136
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
-1,37836953
0,00839158
0,00791562
0,00745065
0,0072792
0,00715797
0,00703524
0,00692446
0,00682365
0,00676121
0,00675115
0,00661035
0,00655882
0,00648595
0,00640325
0,00635386
0,09303432
0,22079511
0,41345566
0,52626572
0,62629969
0,74923547
0,88318043
1,02813456
1,13088685
1,14848794
1,42881414
1,54950731
1,73972137
1,98715596
2,15317703
iadm2
Recr
1701,79508
1399,25373
1237,80138
1125,76323
1198,11101
1167,3774
1215,1414
1249,90899
1276,90038
1393,78588
1325,33453
1401,10705
1463,96922
1546,5436
1650,80496
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
�Anexo III
Tabla 3.27.Mediciones para la Cola 50% en tubería de 150 mm T=60 grados
dP (kgf/cm2)
0,11391437
0,13299694
0,15478593
0,18623853
0,20542813
0,2293578
0,25428135
0,28120795
0,31559633
0,31345566
0,33256881
0,36085627
0,39892966
0,4559633
0,49399083
Re/Fr
42396,1279
27520,2935
20110,9837
17825,6447
16340,1743
14939,5879
13760,1468
12753,3068
12160,1297
11367,0778
10818,3223
10388,4552
9804,10457
9173,43117
8812,67826
dP (Pa) Q (m3/h) iexp (Pa/m)v (m/s)
11175 23,52645
13047 36,24345
15184,5 49,5963
18270 55,9548
20152,5 61,0416
22500 66,76425
24945 72,4869
27586,5 78,20955
30960 82,02465
30750 87,7473
32625 92,19825
35400 96,01335
39135 101,736
44730 108,73035
48460,5 113,1813
ical (Pa/m)
25,0598955
54,7147734
96,4392198
119,927541
140,346911
165,016665
191,454601
219,63284
239,372551
270,395992
295,685972
318,163302
353,251122
398,348066
428,299616
Re
fexp
ft
Fr
3944,29487
6076,34615
8315
9381,02564
10233,8462
11193,2692
12152,6923
13112,1154
13751,7308
14711,1538
15457,3718
16096,9872
17056,4103
18229,0385
18975,2564
0,24542672
0,12073653
0,07503935
0,07093343
0,06574523
0,06135948
0,05771006
0,05482317
0,05593701
0,04854726
0,04665436
0,0466796
0,04596245
0,04599223
0,045986
0,00825553
0,00759493
0,00714881
0,0069843
0,00686799
0,00675022
0,00664393
0,00654721
0,0064873
0,00640341
0,00634255
0,00629311
0,00622318
0,00614383
0,00609645
0,09303432
0,22079511
0,41345566
0,52626572
0,62629969
0,74923547
0,88318043
1,02813456
1,13088685
1,2941896
1,42881414
1,54950731
1,73972137
1,98715596
2,15317703
He
iadm1
c
iadm2
Recr
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
99495,7265
0,49085343
0,24147307
0,15007869
0,14186686
0,13149045
0,12271896
0,11542013
0,10964634
0,11187403
0,09709452
0,09330873
0,0933592
0,09192489
0,09198445
0,091972
1936,07069
1467,27395
1247,90434
1330,85664
1345,65304
1373,62637
1402,66532
1437,69543
1538,46154
1428,37235
1442,30769
1502,80183
1567,90865
1676,78812
1745,19231
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
745
869,8
1012,3
1218
1343,5
1500
1663
1839,1
2064
2050
2175
2360
2609
2982
3230,7
phi
29,7287752
15,8969862
10,4967668
10,1561325
9,572708
9,08999103
8,68613234
8,3735201
8,62254254
7,58147332
7,35577676
7,41757452
7,38568072
7,4859156
7,54308404
0,37
0,57
0,78
0,88
0,96
1,05
1,14
1,23
1,29
1,38
1,45
1,51
1,6
1,71
1,78
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
-1,38923309
�Anexo III
Tabla 3.37 Mediciones de la cola a 50% en peso de sólido en la tubería de 150 mm. Muestra R-3 28 °C.
dP (kgf/cm2)
0,13819981
0,16307248
0,17964927
0,19348572
0,21281782
0,24875666
0,26245834
0,29020612
0,32337467
0,35931351
0,38694149
0,41456947
0,44224238
0,47541093
0,49752829
dP (Pa)
Q (m3/h)
13557,401 23,53644
15997,41 36,25884
17623,593 50,25348
18980,949 56,61468
20877,428 61,70364
24403,028 66,7926
25747,163 73,1538
28469,22 78,24276
31723,055 82,6956
35248,655 89,0568
37958,96 92,87352
40669,265 96,05412
43383,977 101,7792
46637,812 108,77652
48807,525 113,22936
iexp (Pa/m) v (m/s)
922,9
1089
1199,7
1292,1
1421,2
1661,2
1752,7
1938
2159,5
2399,5
2584
2768,5
2953,3
3174,8
3322,5
0,37
0,57
0,79
0,89
0,97
1,05
1,15
1,23
1,3
1,4
1,46
1,51
1,6
1,71
1,78
Re
fexp
ft
Fr
3133,06452
4826,6129
6689,51613
7536,29032
8213,70968
8891,12903
9737,90323
10415,3226
11008,0645
11854,8387
12362,9032
12786,2903
13548,3871
14479,8387
15072,5806
0,33978917
0,16894156
0,09688952
0,08221943
0,07613249
0,07594543
0,06679904
0,0645657
0,06440578
0,06170538
0,06110055
0,06119965
0,05814682
0,05472459
0,05285466
0,00862846
0,00793802
0,00745339
0,0072839
0,00716389
0,00705515
0,00693236
0,00684297
0,00677025
0,00667411
0,00662027
0,00657739
0,00650431
0,00642137
0,00637184
0,09303432
0,22079511
0,42412504
0,53829426
0,63941556
0,74923547
0,89874278
1,02813456
1,14848794
1,33197418
1,44858987
1,54950731
1,73972137
1,98715596
2,15317703
Re /Fr
ical (Pa/m)
phi
He
iadm1
c
iadm2
Recr
33676,4385
21860,1443
15772,5092
14000,3171
12845,6518
11866,9355
10835,0281
10130,3108
9584,83251
8900,20161
8534,4399
8251,84256
7787,67641
7286,71477
7000,15857
27,5621671
60,1781332
108,538796
134,623411
157,278504
181,493849
213,921209
241,563539
266,973702
305,229291
329,274772
349,932428
388,523825
438,123772
471,066034
33,4843046
18,0962742
11,0531906
9,59788491
9,03619987
9,15292729
8,19320351
8,02273394
8,08881167
7,86130321
7,84754929
7,91152742
7,60133565
7,24635412
7,05315128
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
99154,5265
0,57783575
0,28729719
0,16476755
0,13982001
0,12946875
0,12915063
0,11359654
0,10979859
0,10952663
0,1049344
0,10390585
0,10407438
0,09888281
0,09306307
0,08988313
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
-1,38934479
1810,39669
1386,67233
1102,21519
1053,72418
1063,41869
1148,29493
1106,19215
1143,58773
1205,67618
1243,98041
1284,57799
1330,72527
1339,70262
1347,5382
1354,77075
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
�Anexo III
Tabla 3.38 Mediciones de la cola a 50% en peso de sólido en la tubería de 150 mm. Muestra R-3 90 °C.
dP (kgf/cm2)
dP (Pa)
Q (m3/h)
iexp (Pa/m)
v (m/s)
Re
fexp
ft
Fr
0,11749005
0,13863407
0,15272509
0,16449506
0,18093707
0,21148509
0,22313526
0,24672012
0,27491714
0,30548012
0,32896016
0,35248513
0,37595019
0,40419213
0,42298515
11525,774
13600,002
14982,331
16136,965
17749,927
20746,687
21889,569
24203,244
26969,371
29967,6
32270,992
34578,791
36880,714
39651,248
41494,843
23,53644
36,25884
50,25348
56,61468
61,70364
66,7926
73,1538
78,24276
82,6956
89,0568
92,87352
96,05412
101,7792
108,77652
113,22936
784,6
925,8
1019,9
1098,5
1208,3
1412,3
1490,1
1647,6
1835,9
2040
2196,8
2353,9
2510,6
2699,2
2824,7
0,37
0,57
0,79
0,89
0,97
1,05
1,15
1,23
1,3
1,4
1,46
1,51
1,6
1,71
1,78
3441
5301
7347
8277
9021
9765
10695
11439
12090
13020
13578
14043
14880
15903
16554
0,2888705
0,1436236
0,08236861
0,06990019
0,06472762
0,06456642
0,05679081
0,05489084
0,0547546
0,0524605
0,05194493
0,05203463
0,0494306
0,04652658
0,04493561
0,00847527
0,00779709
0,00732107
0,00715458
0,00703671
0,0069299
0,00680929
0,00672148
0,00665006
0,00655562
0,00650274
0,00646062
0,00638883
0,00630737
0,00625872
0,09303432
0,22079511
0,42412504
0,53829426
0,63941556
0,74923547
0,89874278
1,02813456
1,14848794
1,33197418
1,44858987
1,54950731
1,73972137
1,98715596
2,15317703
Re /Fr
ical (Pa/m)
phi
He
iadm1
c
iadm2
Recr
36986,3514
24008,6842
17322,7215
15376,3483
14108,1959
13033,2857
11899,9565
11125,9756
10526,8846
9774,96429
9373,25342
9062,88079
8553,09375
8002,89474
7688,17416
23,0196447
50,2601715
90,6505108
112,436118
131,357425
151,581837
178,664842
201,751438
222,973751
254,924433
275,006977
292,260044
324,49119
365,916567
393,429613
34,0839317
18,420152
11,2509019
9,76999222
9,19856645
9,31707935
8,34019713
8,16648456
8,23370462
8,00237143
7,98816097
8,05412867
7,73703594
7,37654493
7,17968324
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
99393,75
0,57774099
0,28724719
0,16473722
0,13980039
0,12945524
0,12913284
0,11358162
0,10978168
0,10950921
0,104921
0,10388985
0,10406925
0,0988612
0,09305317
0,07641622
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
-1,38926636
1988,00676
1522,69737
1210,32437
1157,12781
1167,81572
1260,98214
1214,75543
1255,79268
1323,96635
1366,07143
1410,61644
1461,44454
1471,05469
1479,82456
1487,72823
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
10268,3
�Anexo 3
1
�Anexo 3
2
�Anexo 3
3
�Anexo 3
4
�Anexo 3
5
�Anexo 3
100 mm
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
PHI = (2.14978579452149)*(1)+ (-0.0598060840105121)*(FR)+
(4.25567285274943)*(1/FR)
Determinante de la matriz del sistema:12709702.0268345
Determinante normalizado del sistema:0.00538631573913062
Error máximo al resolver el sistema:8.32667268468867E-17
Variación explicada:652.465230843049 Grados de libertad:
2
Variación residual:42.1010718563293 Grados de libertad: 162
Variación total:694.56630269938 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.511368106868763
Error probable de una observación:0.343851579077342
Coeficiente de correlación, r =0.969218805524049
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.95834787,
0.97728541]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1255.3049
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
-0.42446879
0.94631472
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2= -5.96681209
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 37.26138314
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
PHI = (-1.11299285060411)*(1)+ (2.83754256911439E-5)*(RE)+
(53105.3917275308)*(1/RE)
Determinante de la matriz del sistema:202655.016369767
Determinante normalizado del sistema:5.9830004165405E-15
Error máximo al resolver el sistema:7.27595761418343E-12
Variación explicada:664.767553272741 Grados de libertad:
2
Variación residual:29.7987492508075 Grados de libertad: 162
6
�Anexo 3
Variación total:694.566302523547 Grados de libertad:
164
Error estándar de una estimación:0.430215526304361
Error probable de una observación:0.289283367649107
Coeficiente de correlación, r =0.978313512863923
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.97060659,
0.98401608]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1806.9944
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.32463571
0.95226340
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2=
4.36854200
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 39.70266325
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
FEXP = (-0.0172955829742343)*(1)+ (3.48576399471428E-7)*(RE)+
(420.932157108046)*(1/RE)
Determinante de la matriz del sistema:202655.016369767
Determinante normalizado del sistema:5.9830004165405E-15
Error máximo al resolver el sistema:5.6843418860808E-14
Variación explicada:0.0377998330477443 Grados de libertad:
2
Variación residual:0.00141276292607753 Grados de libertad: 162
Variación total:0.0392125959738214 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.00296224999058026
Error probable de una observación:0.00199186128974654
Coeficiente de correlación, r =0.981820607982629
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.97534450,
0.98660721]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 2167.2330
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
7
�Anexo 3
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.52221840
0.96334230
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2=
7.79392967
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 45.70434627
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3)
Otra forma
LN(FEXP) = (7.88775142665484)*(1)+ (-1.2472640090502)*(LN(RE))
Determinante de la matriz del sistema:6700.13704600312
Determinante normalizado del sistema:0.000265668438176546
Error máximo al resolver el sistema:0
Variación explicada:63.1708212334096 Grados de libertad:
1
Variación residual:3.30058434475009 Grados de libertad: 163
Variación total:66.4714055780879 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.142737442308348
Error probable de una observación:0.0959806240923995
Coeficiente de correlación, r =0.974856810940992
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.96594260,
0.98145981]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 3119.7033
Valor de Ft por la tabla :
3.0519
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
-0.97485681
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65559
t2= -55.85430419
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
8
�Anexo 3
150 mm
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
PHI = (5.64280138442511)*(1)+ (-0.418752094542252)*(FR)+
(2.22857009813584)*(1/FR)
Determinante de la matriz del sistema:17190384.7725561
Determinante normalizado del sistema:0.0643456871026736
Error máximo al resolver el sistema:4.44089209850063E-16
Variación explicada:4209.31756980229 Grados de libertad:
2
Variación residual:454.820896897133 Grados de libertad: 162
Variación total:4664.13846669943 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:1.68076605001679
Error probable de una observación:1.13017228214856
Coeficiente de correlación, r =0.949992394752315
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.93256384,
0.96300286]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 749.6461
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
-0.22293834
0.92750471
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2= -2.91079927
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 31.58064521
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
PHI = (-2.10963933955578)*(1)+ (9.64457505079318E-5)*(RE)+
(103330.406429266)*(1/RE)
Determinante de la matriz del sistema:355779.349216844
Determinante normalizado del sistema:2.02127241583753E-14
Error máximo al resolver el sistema:1.45519152283669E-11
Variación explicada:4279.10639053897 Grados de libertad:
2
Variación residual:385.032051067278 Grados de libertad: 162
9
�Anexo 3
Variación total:4664.1384416063 Grados de libertad:
164
Error estándar de una estimación:1.54644864860691
Error probable de una observación:1.03985524838758
Coeficiente de correlación, r =0.957835272140527
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.94306028,
0.96883786]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 900.2046
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.31082817
0.92746308
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2=
4.16237537
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 31.57050554
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
FEXP = (-0.0470407096075058)*(1)+ (1.27494427285519E-6)*(RE)+
(1009.60911804834)*(1/RE)
Determinante de la matriz del sistema:355779.349216844
Determinante normalizado del sistema:2.02127241583753E-14
Error máximo al resolver el sistema:6.93889390390723E-18
Variación explicada:0.381581316191436 Grados de libertad:
2
Variación residual:0.03037490841784 Grados de libertad: 162
Variación total:0.411956224609283 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.0137355024458518
Error probable de una observación:0.00923595770245977
Coeficiente de correlación, r =0.962427482927483
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.94921992,
0.97224875]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1017.5532
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
10
�Anexo 3
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.43763843
0.93893049
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2=
6.19498560
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 34.72942682
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
Otra Forma
LN(FEXP) = (7.0800300678866)*(1)+ (-1.06214975811003)*(LN(RE))
Nota:
ln(y) = A+Bln(x)
y = 10^(A/ln(10)) / X^(-B), donde c = A/ln(10).
Determinante de la matriz del sistema:7226.8703472136
Determinante normalizado del sistema:0.00030965935196941
Error máximo al resolver el sistema:8.88178419700125E-16
Variación explicada:49.4126138786117 Grados de libertad:
1
Variación residual:5.0570204701612 Grados de libertad: 163
Variación total:54.4696343487851 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.176680999945483
Error probable de una observación:0.118805215826996
Coeficiente de correlación, r =0.952448899152079
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.93584831,
0.96483178]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1592.6880
Valor de Ft por la tabla :
3.0519
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
-0.95244890
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65559
t2= -39.90849594
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
11
�Anexo 3
Tabla 3.8. Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado :
φ = (7.621)*(1)+ (0.314)*(Fr)+(2.122)*(1/Fr)+ (-2.877)*( Fr )
Determinante de la matriz del sistema:18178176949.2741
Determinante normalizado del sistema:0.000171342661441841
Error máximo al resolver el sistema:1.77635683940025E-15
Variación explicada:7217.22514342882 Grados de libertad: 3
Variación residual:626.28901372635 Grados de libertad: 326
Variación total:7843.5141571552 Grados de libertad: 329
Error estándar de una estimación:1.3881797863238
Error probable de una observación:0.934890078127453
Coeficiente de correlación, r =0.959245530533808
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.94962870,
0.96705735]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1252.2522
Valor de Ft por la tabla :
2.3995
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.19593804
0.87167984
-0.35298891
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.6509
t2=
3.60768382
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 32.11460373
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
t 4= -6.81187835
El coeficiente 4 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t4).
12
�Anexo 3
13
�Anexo 3
Tabla 3.9. Ecuaciones y otros resultados del ajuste mínimo cuadrado.
f exp
10 C
= 1, 0621
Re
Determinante de la matriz del sistema:355779.349216844
Determinante normalizado del sistema:2.02127241583753E-14
Error máximo al resolver el sistema:6.93889390390723E-18
Variación explicada:0.381581316191436 Grados de libertad:
2
Variación residual:0.03037490841784 Grados de libertad: 162
Variación total:0.411956224609283 Grados de libertad: 164
Error estándar de una estimación:0.0137355024458518
Error probable de una observación:0.00923595770245977
Coeficiente de correlación, r =0.962427482927483
Para una prueba con nivel de confianza 0.95:
Intervalo de confianza de r : [
0.94921992,
0.97224875]
Para una prueba F de Fisher con nivel de confianza 0.95:
Valor de Fc para el ajuste : 1017.5532
Valor de Ft por la tabla :
2.6609
El ajuste es estadísticamente significativo ya que Fc>Ft.
Coeficientes de correlación parcial:
0.43763843
0.93893049
Prueba para los Coeficientes del Modelo (0.95)
Valor teórico (t de Student), t= 1.65566
t2=
6.19498560
El coeficiente 2 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t2).
t3= 34.72942682
El coeficiente 3 es estadísticamente significativo ya que t<=abs(t3).
�Anexo 4
Estudio de factibilidad para el mejoramiento de la eficiencia de la instalación de colas
de la Empresa Ernesto Ché Guevara.
Tabla 4.1. Flujo de Efectivo
UM: Miles de USD
Flujo de Efectivo
Indicadores
Utilidad Neta
(+) Reserva para Contingencias
(+) Depreciación
(+) Valor Residual del Activo Fijo Neto
(+) Inversión para renovar la instalación
actual
(-) Gastos de Inversión
(-) Gastos Preoperativos
(+-)Variaciones en el Capital de Trabajo
Flujo Neto de Efectivo
Flujo Neto Acumulado
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
13.939
1.384
854
7.533
28.827
2.768
1.709
32.004
2.768
1.709
35.441
2.768
1.709
39.158
2.768
1.709
43.622
2.768
1.709
45.600
2.768
1.709
4.737
55
59
56
177.186
223.449
11.680
(5.013)
55
58
(211.418)
(211.418)
215.502
4.084
36.426
40.510
39.860
80.370
Indicadores Económico- Financieros
Valor Actualizado Neto del Proyecto (VAN) @ 15%) (MUSD)
Tasa Interna de Retorno (TIR) (%)
Período de Recuperación (Años)
43.580 48.040 54.758
123.950 171.990 226.748
102.202
41%
Tabla 4.2. Estado de Origen y Aplicación de Fondos
UM: Miles de USD
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
7.533
190.000
37.602
235.135
-
-
-
-
-
4.737
75.204
75.204
77.444
77.444
79.767
79.767
82.177
82.177
84.677
84.677
87.273
92.010
35200
16.192
26.185
77.577
38800
11.937
28.997
79.734
43.000
7.234
32.038
82.272
41.400
1.190
35.691
78.281
-
10.925
11.404
234.853
31600
20.033
23.585
75.218
37.309
37.309
282
282
(15)
267
(133)
134
32
166
(95)
71
6.396
6.468
54.701
61.169
Indicadores
Fuentes
Valor Residual del activo fijo
Capital Prestado
Total de Ingresos
Destinos
Gastos de Inversión
Repago de Principal
Intereses
Impuestos
Superavit o Déficit
Saldo Acumulado
223.449
�Anexo 4
Estudio de factibilidad para el mejoramiento de la eficiencia de la instalación de colas
de la Empresa Comandante Ernesto Ché Guevara.
Tabla 4.3. Gastos de Inversión y Preoperativos.
UM: Miles de USD
Año 2003
Construcción y Montaje
Equipos
Bombas
Tuberías acero D-250
Instrumentación
Otros
Flete y Seguro
Otros
Proyecto de Investigación
Proyecto de Ingeniería para Montaje
Licencia Ambiental
Contingencia
TOTAL
U/M
uno
m
Unidad
3
3.500
Precio/U
Total
8.908
27
68.420
121.079
26.723
93.100
1.256
33.950
10.000
17.450
1.500
5.000
-
-
223.449
�Anexo 4
Estudio de factibilidad para el mejoramiento de la eficiencia de la instalación de colas
de la Empresa Comandante Ernesto Ché Guevara.
4.4. Gastos de Inversión y Preoperativos
2003
Capital de Trabajo
Materiales Auxiliares
Productos en Proceso
Efectivo en Caja
Cuentas por Cobrar
Cuentas por Pagar
(63)
9.310
2.433
Variaciones en el Capital
de Trabajo
Depreciación
Inversión
Terreno
Edificaciones
Maquinaria y Equipos
Equipos de Transporte
Equipos de Computación
Otros Equipos
Depreciación Total Anual
Depreciación Acumulada
Instalación Actual
Terreno
Edificaciones
Maquinaria y Equipos
Equipos de Transporte
Equipos de Computación
Otros Equipos
Depreciación Total Anual
Depreciación Acumulada
2004
(63)
2005
(69)
2006
(69)
2007
(76)
de
(77)
(7.383)
2.433
124
127
131
136
11.680
2003
(5.013)
2004
55
2005
58
2006
55
2007
59
2008
14.212
28.425
28.425
28.425
28.425
28.425
14.212
14.212
28.425
42.637
28.425
71.062
28.425
99.487
28.425
127.912
28.425
156.337
2003
2004
2005
2006
2007
2008
15.067
30.134
30.134
30.134
30.134
30.134
15.067
105.468
30.134
135.601
30.134
165.735
30.134
195.868
30.134
226.002
30.134
256.136
120.534
Variación
Depreciación
2008
241068,82
la
Existentes
Bombas
Tuberías acero D-200
Gasto para renovar la
instalación actual
Bombas
Tuberías acero D-200
Desmontaje
Construcción y Montaje
(854)
5
3.500
5
3.500
(1.709)
(1.709)
7.800
23,30
7.800
23,30
(1.709)
(1.709)
39.000
81.534
177.186
39.000
81.534
14464
42187
(1.709)
�Anexo IV
Estudio de factibilidad para el mejoramiento de la eficiencia de la instalación de colas de la
Empresa Comandante Ernesto Ché Guevara.
Tabla 4.5. Financiamiento del Capital prestado
UM: MUSD
Año 2003
Años
Capital a financiar (MP)
Tasa de Interés:
2003
11,50%
2004
Semestres
I
Capital
190000
II
190000
15.800
I
15.800
II
2005
17.600
I
17.600
II
Condiciones:
2006
6 meses de gracia
19.400
I
19.400
II
2007
2008
Principal
Intereses
Total (Ppal+Int.)
10.925
10.925
10.471
26.271
9.562
25.362
8.602
26.202
7.590
25.190
6.526
25.926
5.411
24.811
I
21.500
4.235
25.735
II
21.500
2.999
24.499
I
41.400
1.190
42.590
190.000
190.000
67.511
-
257.511
�Valoración Técnico - Económica
Tabla 4.1 Costo de Transportación de un m3 de Cola, $ USD.
INDICADORES
1
2
17769.7
17769.7
32850
32850
143848.4
182208
78.84
78.84
14
14
3772
4883
Gastos de amortización de las bombas.
2672.307
2672.307
Gastos de amortización de las tuberías y soportes.
4892.065
4892.065
813
813
205943.112
246180.912
1.3
4.50
Gastos de salario del personal de operación.
Gastos
por
consumo
de
agua
para
disminuirle
la
temperatura a la cola.
Gastos de energía eléctrica.
Gastos por iluminación.
Gastos imprevistos.
Gastos por mantenimiento.
Gasto del salario del personal indirecto
Total ( Gb )
Gasto para transportar un m3 de cola en 3.5 Km (USD)
�Nomenclatura
NOMENCLATURA FUNDAMENTAL UTILIZADA
SIMBOLO
D
d
det
dem
ev
Ec
f, f´
F
∑F
g
gc
He
K
Kc
L
n
N; N´; Ni
Pd; Ps
∆Pf
∆Pb
P1
Q
Qm
Re
Recr
t
Ws
Z
V
Vmáx.
Vm
Vcr
Vp
KT1
KTi
Ht
Hs
(NPSH)A
(NPSH)R
∑h
i.e.p
DENOMINACIÓN
UNIDADES
Diámetro interior de tubos
m (pie)
Diámetro de la partícula
m (pie)
Diámetro equivalente según tamaño de partícula.
m (pie)
Diámetro equivalente según masa de partícula.
m (pie)
Factor de pérdidas por fricción.
(adimensional)
Energía Cinética por unidad de masa.
J/kg ( lbf.pie/lb)
Factor de fricción de Fanning.
( adimensional)
Fuerza resultante en un punto.
N (lbf)
Pérdidas por fricción por unidad de masa.
J/Kg ( lbf.pie/lb)
Aceleración de la gravedad.
m/s2(pie/s2)
Constante adimensional.
(lb.pie/lbf.s2)
Número de Hedstrom.
(adimensional)
Índice de consistencia.
Pa.Sn (lb.s n-2/Pie)
Coeficiente de resistencia en accesorios y válvulas.
(adimensional)
Longitud de tubos rectos.
m(pie)
Índice de flujo.
(adimensional)
Potencia consumida por el fluido; motor impulsor y motor
W (lbf.pie/s)
en una bomba.
Presión de descarga y de succión, respectivamente, en
Pa(lbf /pie)
una bomba.
Caída de presión en una tubería.
Pa(lbf/pie2)
Incremento de presión en una bomba.
Pa(lbf/pie2)
Número de plasticidad.
(adimensional)
Flujo volumétrico.
m3/s(pie3/s)
Flujo másico.
Kg/s(lb/s)
Número de Reynolds.
(adimensional)
Número de Reynolds crítico.
(adimensional)
Tiempo.
s(s)
Trabajo por unidad de masa en una bomba.
J/kg ( lbf.pie /lb)
Altura de un punto con relación a un plano de referencia.
m(pie)
Velocidad del flujo.
m/s (pie/s)
Velocidad máxima del flujo.
m/s (pie/s)
Velocidad media del flujo.
m/s (pie/s)
Velocidad crítica del flujo.
m/s (pie/s)
Velocidad límite de caída de las partículas.
m/s (pie/s)
Coeficiente de consistencia conocido a una temperatura
PaSn
dada.
Coeficiente de consistencia a una temperatura dada.
Pa.Sn
Tensión de vapor del fluido.
ºC
Altura de succión.
m
Altura positiva neta de carga de succión admisible.
m
Altura positiva neta de carga de succión requerida.
m
Pérdidas hidráulicas en la línea de succión.
m
Punto izoeléctrico.
(adimensional)
�Nomenclatura
P.Z.C
T
W
S
Cw
Vs
Vl
ms
ms
i
Hmáx.
Hdmáx.
Mmáx.
Bmáx.
pmáx.
Mr.
Br.
Pr.
Hcm.
Hcb.
BHmáx.
Krec.
Kmáx.
Ucpi.
Umag.
α
αc
β
βi
γ
ξ
µ
µa
π
e
ρ
ρ
s
o
Punto de carga cero.
Temperatura.
Área de la sección transversal del conducto.
Concentración másica.
Concentración volumétrica.
Volumen de sólido.
Volumen de líquido.
Masa de sólido.
Masa de líquido.
Pérdidas específicas de presión.
Intensidad de campo máxima efectiva aplicada la
muestra
Intensidad del campo de desmagnetización máxima
sobre la muestra.
Magnetización máxima en la muestra.
Inducción máxima en la muestra.
Momento magnético máximo en la muestra.
Magnetización remanente en la muestra.
Inducción remanente en la muestra .
Momento magnético remanente en la muestra.
Campo coercitivo de inducción (H para M=0).
Campo coercitivo de inducción (Hpara B= 0)
Producto BH máximo.
Permeabilidad magnética recoil relativa.
(adimensional)
ºC
2
m (pie2)
%
%
3
m (pie3)
m3(pie3)
Kg(lb)
Kg(lb)
Pa/m(lbf/pie)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
T ( Gauss)
k A/m (Oe)
k A/m (Oe)
T . A/m (M gauss
Oe)
-
Permeabilidad magnética relativa máxima.
Energía de primera imanación
Energía de magnetización en un ciclo.
Símbolos Griegos
Parámetros de corrección de energía cinética en el
modelo reológico.
Parámetro que define el Reynolds crítico en plástico
Bingham.
Parámetro para el coeficiente Fanning
Coeficiente de corrección de sobrecargas (incremento
de potencia requerida) en bombas.
Velocidad de deformación (gradiente de velocidad).
Potencial Zeta.
Viscosidad dinámica.
Joule(erg)
Joule(erg)
1/s (1/s)
(mV)
Pas. ( lb/ Pie.s )
Viscocidad aparente con fluidos no newtonianos
Pas. ( lb/ Pie.s)
Constante matemática.
Constante matemática
Densidad del sólido.
(π = 3,1416)
(e =2,7118)
Kg/ m3( lb/Pie3)
Densidad del agua.
Kg/ m3( lb/Pie3)
(adimensional)
(adimensional)
(adimensional)
(adimensional)
�Nomenclatura
ρ
p
τB
τij
τii
τw
τo
G0
ϕ
Densidad de la pulpa.
Kg/ m3( lb/Pie3)
Esfuerzo inicial de Bingham.
Esfuerzo cortante (de cizalla).
Esfuerzo normal.
Esfuerzo cortante evaluado en la pared del tubo.
Esfuerzo cortante inicial físico del modelo de Bingham.
Densidad de carga superficial.
Coeficiente de corrección de las pérdidas hidráulicas en
flujo trifásico.
Pa( lbf/pie2)
Pa( lbf/pie2)
Pa( lbf/pie2)
Pa( lbf/pie2)
Pa( lbf/pie2)
C/m2 o mol/L
(adimensional)
�
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Tesis
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Title
A name given to the resource
Estudio del hidrotransporte de las colas en el proceso carbonato amoniacal
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Alberto Turro Breff
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2002
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/5d867f13808869c27569ab80f7fd2696.pdf
e7df5e44a4c5c7ba670789fb84855a55
PDF Text
Text
Tesis Doctoral: CIENCIAS TÉCNICAS
Estudio morfotectónico de Moa y
áreas adyacentes para la evaluación
de riesgos de génesis tectónica
ALINA RODRIGUEZ INFANTE
MOA 1998
www.ismm.edu.cu/edum
�REPÚBLICA DE CUBA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA
TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS GEOLÓGICAS
AUTOR: ALINA RODRIGUEZ INFANTE
MOA, 1998
�A. Rodríguez Infante
SINTESIS
La presente Investigación titulada Estudio morfotectónico de Moa y áreas adyacentes
para la evaluación de riesgos de génesis tectónica se ha realizado con el objetivo de
profundizar en el conocimiento geólogo tectónico del territorio de forma tal que permita
establecer los sistemas de estructuras activas y bloques morfotectónicos, caracterizar
los movimientos tectónicos contemporáneos y su incidencia en los sectores de máximo
riesgo de origen tectónico.
Para lograr el objetivo propuesto fueron utilizados un conjunto de métodos geólogo geomorfológicos entre los cuales se encuentran los métodos morfométricos, de
fotointerpretación geológica, trabajo de campo y estudio microtectónico. Paralelamente
fue utilizada la información geodésica y geofísica de investigaciones precedentes.
Como resultado de los trabajos se determinaron las zonas geomorfológicas
fundamentales, denotándose un predominio de las zonas con
relieve de montaña
sobre el de llanura, se cartografiaron los cuatro sistemas de estructuras tectónicas de
fractura que cortan las rocas del área, caracterizándose cada uno en dependencia de
su morfología y ambiente geotectónico de formación y se delimitaron nueve bloques
morfotectónicos que se diferencian por sus rasgos morfológicos y tectónicos y que se
desplazan entre si formando un sistema de horts y grabens, con una tendencia general
al ascenso. A partir de los resultados antes relacionados se determinaron los diferentes
tipos de riesgos a los cuales se encuentra expuesto el medio ambiente debido a la
amenaza que constituyen los movimientos tectónicos en la región, estableciéndose
cuatro zonas de magnitudes del riesgo total y se propusieron las medidas generales
con vista a mitigar los efectos dañinos al medio.
2
�A. Rodríguez Infante
INDICE
Página
INTRODUCCION
CAPITULO I. Caracterización Geólogo Geomorfológica del territorio.
Introducción.
Base Teórica de la Investigación.
Metodología de la Investigación.
Trabajos Precedentes.
Características Geológicas del Territorio.
Geomorfología del Territorio.
Conclusiones.
CAPITULO II. Morfotectónica y Geodinámica del territorio de Moa.
Introducción.
Rasgos geotectónicos evolutivos de la región.
Principales sistemas de fallas del territorio.
Bloques morfotectónicos.
Neotectónica.
Conclusiones.
CAPITULO III: Evaluación de riesgos de origen tectónico.
Introducción.
Metodología para el Análisis de Riesgo.
Amenaza Natural.
Riesgos Específicos.
Zonificación de Riesgos Tectónicos.
Conclusiones.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Conclusiones.
Recomendaciones
BIBLIOGRAFIA.
Publicaciones del autor.
Referencias Bibliográficas.
RELACION DE MATERIALES GRAFICOS.
3
�A. Rodríguez Infante
INTRODUCCION
4
�A. Rodríguez Infante
INTRODUCCION .
A raíz del cese de los convenios de colaboración de Cuba con los países del Consejo
de Ayuda Mutua Económica y la desintegración de la Unión de Repúblicas Socialistas
Soviéticas, se hizo necesaria la mixtificación de la economía, de la cual es pilar
importante la industria niquelífera que necesitó no sólo de la búsqueda de mercado
para la venta de sus productos, sino también de inversiones que garantizarán su
desarrollo
tecnológico
bajo
las
regulaciones y exigencias de la tecnología
contemporánea.
El mayor por ciento de las instalaciones de la industria del níquel - actuales y futuras se ubican en el territorio de Moa, el que se encuentra enclavado en una región de
máxima complejidad geólogo-tectónica y en el cual han ocurrido recientes movimientos
telúricos indicadores de una tectónica activa que puede causar daños a las obras
industriales y sociales en funcionamiento o en construcción.
Lo anterior conllevó a la necesidad de determinar las principales estructuras tectónicas
activas de la región para caracterizar la geodinámica del territorio a través del estudio
de los movimientos de bloques morfotectónicos y con ello, poder determinar los
sectores de máxima vulnerabilidad tanto para el ecosistema como para las
construcciones socioeconómicas ante la ocurrencia de procesos tectónicos.
A partir de este problema y a solicitud del gobierno municipal, el Centro Nacional de
Investigaciones Sísmicas, GEOCUBA y el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa
en coordinación con la Unión de Empresas del Níquel se iniciaron los trabajos de
investigación sismotectónica del territorio del que forma parte el presente trabajo, el
cual se desarrolla en un área de aproximadamente 865 km2 comprendida de este a
oeste desde la zona de Santa María en la provincia Guantánamo hasta el río Cananova
del municipio Sagua de Tánamo en la provincia Holguín, garantizándose que quedaran
incluidas todas las estructuras que de forma directa o indirecta tienen influencia sobre
la zona de Moa.
El objetivo de las investigaciones es profundizar en el conocimiento geólogo-tectónico
del territorio de Moa que permita establecer los sistemas de estructuras activas y
bloques morfotectónicos, caracterizar los movimientos tectónicos contemporáneos y su
incidencia en los sectores de máximo riesgo de origen tectónico.
5
�A. Rodríguez Infante
Es necesario dejar aclarado en esta introducción que no es objetivo de estas
investigaciones el cálculo económico del impacto ambiental ante la ocurrencia de los
procesos tectónicos y sólo se persigue la identificación de los factores o elementos del
medio ambiente susceptibles de ser alterados o modificados por la acción de éstos, lo
que constituye la etapa inicial en los estudios de impacto ambiental [22].
En la realización de las investigaciones se tomó como base la información geológica
que sobre el territorio existe, la que se puede catalogar de variada y abundante,
justificada por el gran interés que desde el punto de vista económico revisten los
yacimientos de corteza de intemperismo ferroniquelífera, desarrollados sobre las rocas
ultrabásicas serpentinizadas del complejo ofiolítico y los yacimientos de cromitas,
también asociados a dicho complejo.
Desde el punto de vista tectónico las investigaciones precedentes han sido escasas, tal
ves justificado por la alta complejidad tectónica de la región donde afloran las rocas de
la antigua corteza oceánica emplazadas a través de un complejo proceso de acreción
durante el periodo Cretácico-Paleógeno, al cual se han superpuesto eventos tectónicos
más jóvenes. No obstante, es imprescindible aclarar que con anterioridad se han
realizado investigaciones morfotectónicas y sismotectónicas a escala regional, así
como en la C H A Oriente Norte y en el complejo hidroenergético Toa Duaba.
Sin embargo, para el territorio de Moa se hace cada día más necesario profundizar en
el estudio tectónico, no sólo por la importancia que reviste para los trabajos de
búsqueda, prospección y explotación de los recursos minerales existentes y el
conocimiento estructural de las rocas sobre las cuales se desarrollan los mismos, sino
también para garantizar una mejor proyección de las obras construidas por el hombre y
protección del medio ambiente en general, constituyendo la presente investigación una
novedad al realizar la clasificación morfotectónica a escala local y caracterizar los
riesgos de la dinámica tectogénica en un sector de interés en el desarrollo industrial.
Para lograr el objetivo propuesto se partió de la hipótesis de que a pesar de existir un
predominio o tendencia al levantamiento de la región, la presencia de formas
contrastantes y alineadas del relieve, los desplazamientos laterales de elementos
geólogo - geomorfológicos e incluso en ocasiones rotacionales, y la propia ocurrencia
de actividad sísmica en el territorio, indican la existencia de desplazamientos no
homogéneos ni unidireccionales entre todos los sectores de la corteza terrestre, lo que
debe reflejarse en su superficie. Por ello se procedió a la aplicación de los métodos
6
�A. Rodríguez Infante
geológicos convencionales en conjunto con los métodos geomorfológicos y geodésicos
para así realizar la interpretación y descripción de las estructuras presentes y con ello
determinar las áreas de mayor peligro y riesgo ante los procesos geológicos de origen
tectónico.
La consecución de las tareas propuestas a partir de la búsqueda, procesamiento,
comprobación y sistematización de los resultados constituye sólo un punto de partida
para el conjunto de tareas que deben emprenderse en la región con vista a hacer más
eficiente e integral el uso de los recursos naturales, quedando implícito en ello tanto las
reservas minerales como el medio geográfico.
Respecto a esta etapa de trabajo los resultados a obtener serán de aplicación y de
hecho algunos ya han sido aplicados, en organismos y empresas del territorio o que
operan en el mismo. Un ejemplo de esto ha sido la decisión de replantear la planta de
amoniaco y la valoración de las variantes posibles para su ubicación definitiva, así
como la monumentación y monitoreo geodésico de la presa Nuevo Mundo,
profundizándose además en los trabajos en la zona de Quemado del Negro donde se
construye la tercera industria niquelífera del municipio.
Al quedar concluidas las investigaciones los mapas tectónicos y de riesgo del territorio
constituirán un material de indispensable consulta para la dirección de inversiones de la
industria del níquel, la empresa constructora y el gobierno municipal en la planificación,
proyección y construcción de obras sociales e industriales.
Similar papel jugará para los organismos e instituciones responsabilizados con el
estudio, control y conservación del medio ambiente y factores de riesgos del
ecosistema, al poder conocer los puntos de posibles alteraciones y con ello proyectar
las tareas a desarrollar para evitar o minimizar los efectos de los procesos
geodinámicos.
En cuanto a los trabajos de prospección geológica, la información obtenida referente a
las zonas de afloramiento de las rocas del complejo máfico y ultramáfico conjuntamente
con las condiciones geomorfológicas que caracterizan cada sector, constituye un
criterio de orientación para la búsqueda y prospección más racional de las áreas de
desarrollo de las cortezas de intemperismo de interés industrial, pudiendo incluso
valorar la posible orientación de búsqueda de cortezas de tipo lineal en las zonas de
fallas profundas así como en el estudio de posibles zonas de mineralización secundaria
asociadas a los sistemas de fracturas.
7
�A. Rodríguez Infante
Paralelo a ello los resultados del trabajo permitirán a los órganos de la Defensa Civil
confeccionar los planes de medida ante desastres naturales y la proyección de obras
de carácter militar.
En la elección de los métodos de trabajo se partió del hecho de que las estructuras
geológicas a través de las cuales ocurren los principales movimientos neotectónicos y
en particular los movimientos sísmicos, se reflejan en el relieve a través de diversos
criterios e índices, que permiten su identificación con la aplicación de los métodos de
fotointerpretación geológica y geomorfológica, los métodos morfométricos, trabajos de
campo, estudios microtectónicos locales y el procesamiento de la información
geodésica y geofísica existente sobre el territorio, asumiéndose como línea
metodológica la determinación de los principales alineamientos a través de los métodos
antes mencionados, búsqueda de los criterios que identificaran a éstos como
estructuras tectónicas, procediéndose luego a su comprobación y caracterización, lo
que permitió la determinación de los sectores o bloques morfotectónicos en que se
encuentra dividido el territorio y que se diferencian entre sí por las medidas de las
formas de relieve que lo caracterizan como son el grado de la pendiente, intensidad de
erosión de fondo, nivel de base de los ríos y densidad relativa del drenaje; por el
sentido y magnitud de los desplazamientos horizontales y verticales resultantes de los
movimientos neotectónicos actuantes y que se encuentran separados entre sí por fallas
activas. Finalmente se determinaron las zonas con diferentes grados de riesgo a partir
de su posición respecto a las estructuras activas y elementos del medio ambiente
expuestos a la amenaza tectónica.
Los resultados de las investigaciones se presentan en unas memorias escritas en tres
capítulos y seis anexos gráficos.
En el desarrollo de la tarea investigativa se enfrentaron limitaciones tales como:
•
Encubrimiento de la información geólogo tectónica originado por la actividad
antropogénica. Este fenómeno se pone de manifiesto en ocasiones en sectores de
gran complejidad lo cual ha ocurrido por recubrimiento de la superficie debido a los
movimientos de tierra o por la propia obra construida como ocurre en el área de Las
Camariocas y en el puerto de Moa o por alteraciones de la intensidad de
cizallamiento de las rocas por el uso de explosivos en el proceso constructivo como
sucede en la presa Nuevo Mundo y alrededores de las áreas de construcción de
túneles y carreteras.
8
�A. Rodríguez Infante
• La información geodésica ha sido utilizada en ocasiones con reserva debido a la
existencia de puntos de control geodésicos en mal estado de conservación que han
provocado incorrecciones en las nivelaciones reiteradas y la localización de algunos
puntos geodésicos que aportan datos de poca utilidad geológica lo cual podemos
ejemplificar con los puntos situados en la ladera oriental del Cerro de Miraflores
ubicados a lo largo de la línea de falla y paralelo a lo largo de la carretera Sagua Moa. Cobra importancia la ausencia de redes geodésicas en algunas áreas de
interés como por ejemplo en todo la porción septentrional de las estructuras
principales.
•
Ausencia de materiales fotográficos a escalas detalladas, así como de fotografías
aéreas tomadas en fecha reciente que permitieran hacer comparaciones cualitativas
y cuantitativas de las variaciones morfológicas y tectónicas antes y después de los
movimientos sísmicos ocurridos. De igual forma, por limitaciones económicas no se
ha podido hacer más intenso y adecuado de las imágenes cósmicas digitalizadas.
• Desde el punto de vista geológico, la gran complejidad tectónica que caracteriza el
cinturón ofiolítico cubano y en especial su bloque oriental dado por la superposición
de estructuras de diferentes génesis, estilos y períodos de formación lo que se
agrava por la ausencia de perforaciones profundas, registros geofísicos detallados,
en particular sísmicos y datos geodésicos históricos, estando limitado estos últimos
al período 1990-1997.
A pesar de las limitaciones señaladas se desarrollaron las etapas de trabajo previstas y
el objetivo propuesto fue cumplido, con la colaboración de investigadores del Centro
Nacional de Investigaciones Sísmicas (CENAIS), la Unión de Empresas del Níquel y el
Departamento de Geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa.
El autor con anterioridad a este trabajo ha desarrollado investigaciones relacionadas
con la temática enmarcadas en el contexto regional y a diferentes escalas como son:
• Análisis Estructural del Macizo Mayarí - Baracoa, en los años 1980-1985 en proyecto
conjunto con especialistas del Centro de Investigaciones Geológicas.
• Estudio Geólogo Geomorfológico de la Provincia Guantánamo, en el período 19851990 en coordinación con el CENAIS.
• Estudio Fotogeológico y Morfométrico del área de Mayarí, en el período 1990-1991
en colaboración con la Empresa de Construcciones Militares de Holguín.
9
�A. Rodríguez Infante
Como parte de estas investigaciones el autor ha dirigido un total de diecinueve trabajos
de diplomas, ha publicado doce artículos científicos y los resultados han sido expuestos
en diferentes eventos de ciencia y técnica, en los Talleres de Protección del Medio
Ambiente PROTAMBI ’95 y PROTAMBI ’97 y en los Talleres Municipales de Sísmica.
10
�A. Rodríguez Infante
CAPITULO I
11
�A. Rodríguez Infante
CAPITULO
I:
CARACTERIZACION
GEOLOGO
–
GEOMORFOLOGICA DEL TERRITORIO.
Introducción.
Base Teórica de la Investigación.
Metodología de la Investigación.
Trabajos Precedentes.
Características Geológicas del Territorio.
Geomorfología del Territorio.
Conclusiones.
Introducción.
El esquema morfotectónico de un territorio establece la relación existente entre la
tectónica nueva y el relieve actual con el objetivo de mostrar las morfoestructuras por
su grado de actividad y pronosticar la posible incidencia de los procesos geotectónicos
en el medio ambiente.
Dentro del objetivo del trabajo se encuentra la determinación de las principales
estructuras activas del territorio y los bloques morfotectónicos que constituyen el
mismo, haciéndose necesario estudiar las principales características geológicas que
permitan conocer la sucesión de eventos geológicos y en particular tectónicos que han
ocurrido en el desarrollo regional y con ello caracterizar la tendencia de la geodinámica
actual, así como determinar las características geomorfológicas a través de las formas
y medidas del relieve que muestren las condiciones geológicas y tectónicas bajo las
cuales se originan y con estos criterios poder establecer los límites activos de los
bloques morfotectónicos y los parámetros que lo identifican.
Es por ello que en este capítulo, después de establecer la base teórica que sustenta la
investigación y la metodología seguida para su ejecución, se hace el análisis de las
principales características geológicas y geomorfológicas del área que permiten la
confección del esquema morfotectónico del territorio.
12
�A. Rodríguez Infante
Base Teórica de la Investigación.
La región de Moa constituye desde el punto de vista geológico y económico un área de
marcado interés por la presencia de uno de los mayores yacimientos de níquel del
mundo asociado a las cortezas de intemperismo ferroniquelíferas desarrolladas sobre
las rocas ultrabásicas serpentinizadas del macizo ofiolítico del nordeste de Cuba
Oriental. Conjuntamente con los yacimientos niquelíferos se encuentran presentes
otras manifestaciones minerales como las zeolitas, cromitas refractarias y otras
materias primas no metálicas que hacen a la región altamente interesante y justifican
el desarrollo minero metalúrgico de la misma.
Geológicamente el área se caracteriza por su gran complejidad encontrándose
frecuentemente la superposición de eventos de edades y estilos diferentes que directa
e indirectamente interfieren en la génesis, desarrollo y conservación de los yacimientos
ferroniquelíferos, en el relieve y en la ocurrencia de fenómenos naturales de carácter
geodinámico que afectan la actividad socioeconómica y alteran el medio ambiente.
Dentro de estos últimos han tomado gran fuerza en la región los movimientos sísmicos
como los ocurridos en marzo de 1992 de intensidad VI grados en la escala MSK y
marzo de 1994 de intensidad IV en la escala MSK, los que se considera han sido
originados por la reactivación de la llamada falla Sabana por algunos investigadores o
zona de sutura según otros y que constituye el límite norte del Bloque Oriental Cubano
con la Placa Norteamericana debido a las condiciones geotectónicas imperantes en
Cuba oriental, condicionado por los movimientos asociados a la zona de fractura Cauto
- Nipe y a la falla Oriente que limita la estructura cubana con la Placa del Caribe. Este
comportamiento geotectónico a su vez mantiene activas las estructuras locales.
Es lógico considerar la importancia que para la región tiene la profundización de los
conocimientos geólogo - tectónicos del territorio enfatizando en aquellas estructuras de
carácter tectónico activo, la determinación de los sectores de máxima vulnerabilidad y
riesgo ante eventos de génesis geodinámica, así como la caracterización tectónica de
áreas constructivas para la prevención de daños ante desastres naturales.
Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se hizo necesario determinar los
principales sistemas tectónicos presentes en la región, caracterizando cada uno de
ellos en dependencia de su edad, dirección, magnitud y papel que desempeñan en la
configuración morfológica y tectónica actual del territorio. El estudio de estas
13
�A. Rodríguez Infante
estructuras y sistemas a los cuales pertenecen, se realiza tomando como base la teoría
movilista que explica las características y evolución de la litosfera terrestre, aplicando
para ello un conjunto de métodos geológicos, geomorfológicos, geofísicos y geodésicos
que garantizan un mejor cartografiado y mayor confiabilidad en las conclusiones sobre
su influencia en los procesos geodinámicos.
Al quedar determinadas las estructuras tectónicas principales se estableció el sistema
de bloques morfotectónicos en dependencia del estilo morfológico y caracterización
tectónica lo que a su vez, permitió arribar a conclusiones sobre la dirección y magnitud
de los desplazamientos bajo los efectos de los movimientos geodinámicos actuales. En
la consecución de este objetivo fueron empleados métodos de microtectónica, datos de
mediciones geodésicas cíclicas y frecuentes de las redes ya establecidas, así como la
información geofísica.
En el caso específico de aquellas estructuras que por su edad, dimensiones y papel
que desempeñan en los procesos geodinámicos actuales fueron consideradas de
primer orden, u otras que son de gran influencia en la actividad socioeconómica de la
región se realizaron estudios detallados.
Con los datos obtenidos en la solución de los problemas antes descritos se procedió a
la confección del mapa de riesgo ante los fenómenos sismotectónicos que permite
establecer las áreas de posible desarrollo socioeconómico así como la toma de
medidas técnicas ingenieriles en las obras ya construidas en sectores de alta
peligrosidad.
Metodología de la Investigación.
La metodología seguida durante las investigaciones, que de forma resumida y por
etapas de trabajo se presenta a continuación no difiere en esencia de la metodología
de las investigaciones geológicas en general, pero que al aplicar de forma combinada
los métodos morfométricos y fotointerpretativos con la información geofísica y
geodésica existente hacen más económicos los trabajos geológicos.
Primera Etapa: Preliminar. El primer problema a solucionar lo constituyó el
establecimiento del área de trabajo que debía garantizar que quedaran incluidas en ella
todas las estructuras que de forma directa o indirecta condicionaran la dinámica de los
sectores que conforman el territorio. Partiendo del objetivo propuesto en la
investigación se asumió el área comprendida entre los ríos Cananova al oeste y Santa
14
�A. Rodríguez Infante
María al este, extendiéndose de norte a sur desde la barrera arrecifal que bordea al
litoral hasta la vertiente meridional del Alto de la Calinga que forma parte de la divisoria
principal del sistema montañoso Moa-Baracoa, abarcando un área aproximada de 865
km2 de las cuales 712 km2 corresponden al territorio insular emergido y el resto a la
zona acumulativa marina comprendida entre el litoral y la barrera coralina. Lo anterior
se muestra en el anexo gráfico No. 1.
Según el sistema de coordenadas Lambert el área se encuentra enmarcada entre los
puntos:
X: 680 000 - 721 000
Y: 207 000 - 232 000
En esta etapa de trabajo se estableció la escala, asumiéndose como escala básica
para la aplicación de los métodos morfométricos y de comprobaciones de campo para
los sectores de máxima complejidad la escala 1: 25 000, la escala 1: 50 000 para la
presentación final y resumida de la información obtenida y la escala 1: 100 000 para la
presentación de algunos anexos adicionales.
Se definió el conjunto de métodos a aplicar que comprenden la utilización simultánea
de métodos morfométricos, de fotointerpretación geólogo geomorfológica, trabajos de
campo y microtectónica con el uso además de informaciones adicionales geodésicas y
geofísicas; se realizó la selección de los materiales primarios y se procedió a la
búsqueda y revisión de la bibliografía.
Segunda Etapa: Fotointerpretación y Morfometría. Durante el desarrollo de esta etapa
de trabajo se realizó la fotointerpretación del territorio la cual tuvo como objetivo
fundamental la determinación de las estructuras de fracturas a partir de la aplicación de
los principios básicos de los trabajos fotogeológicos y de los criterios directos e
indirectos que permitieron la identificación de las mismas e incluso en algunos casos
hasta poder determinar su grado de actividad y posibles riesgos, así como el estudio de
las formas del relieve. Aquí debemos aclarar que aun cuando el estudio y clasificación
de las formas del relieve no constituyó un objetivo específico de la investigación, se
realizó teniendo en cuenta que a través de las geoformas quedan expresadas directa o
indirectamente las estructuras geológicas sobre la cual éstas se desarrollan y en el
estudio de los movimientos neotectónicos y caracterización de los movimientos
neotectónicos, la génesis, evolución y sistematización del relieve constituyen criterios
15
�A. Rodríguez Infante
directos de interpretación. Paralelamente a ello el estudio morfológico es un pilar básico
en la valoración de los peligros y riesgos que pueden originarse a través de la actividad
geólogo-tectónica. Paralelamente a ello se esclarecieron y en algunos casos se
establecieron contactos entre las diferentes litologías aflorantes en el territorio, teniendo
en cuenta que como objetivo del trabajo no se encuentra la confección del mapa
geológico, asumiéndose desde un inicio la base geológica a escala 1: 100 000 de
Quintas F. [93].
Los trabajos de fotointerpretación geólogo geomorfológica se realizaron con las
fotografías áreas a escala aproximada 1: 36 000 del proyecto K-10 de 1972, usándose
de forma simultánea las fotografías aéreas de escala aproximada 1: 60 000 de la Aero
Service Corporation de 1956 y las fotografías aéreas de coordenadas corregidas a
escala 1: 100 000 en la confirmación y generalización de la información. En la
interpretación fototectónica también fue utilizada la información aportada por las
fotografías cósmicas digitalizadas del territorio del vuelo conjunto y los diagramas de
alineamientos confeccionados a partir de estas.
Los trabajos morfométricos consistieron en la confección e interpretación de los mapas
de:
• Red fluvial.
• Isobasitas de segundo y tercer orden.
• Disección vertical.
• Pendientes en grados.
Finalmente se procedió a correlacionar la información obtenida por ambos métodos,
confeccionándose el esquema morfotectónico preliminar del territorio.
Tercera Etapa: Comprobaciones de Campo y Microtectónica. El trabajo de campo
consistió en las comprobaciones de las estructuras determinadas durante la segunda
etapa de trabajo en condiciones naturales, realizándose paralelamente las mediciones
de los elementos de yacencia de grietas y fracturas a ambos lados de estas estructuras
que pudieran servir de criterio para determinar el sentido del desplazamiento de los
bloques a través de los movimientos geodinámicos. Se documentaron 120 puntos de
afloramiento en las zonas de mayor complejidad geólogo tectónica y fueron medidas
7448 grietas que se procesaron estadísticamente con programas computarizados,
confeccionándose un total de 57 Diagramas de Roseta y 12 Diagramas de Contorno,
de los cuales 15 se muestran en las memorias.
16
�A. Rodríguez Infante
Con las estructuras determinadas y comprobadas, se procedió al cartografiado de las
mismas, con énfasis en aquellas que por su marcado interés socio - económico, alta
complejidad o ausencia de reportes anteriores así lo requirieron.
Cuarta Etapa: Gabinete. En esta etapa se procedió a la interpretación y procesamiento
de la información obtenida por los métodos antes relacionados, así como de la
información geodésica proporcionada por las mediciones cíclicas que se realizaron
según la línea geodinámica de Moa y en diferentes polígonos como la presa Nuevo
Mundo y Las Camariocas y la información geofísica obtenida a través de los
levantamientos aerogeofísicos de las provincias Guantánamo y Holguín [36, 66].
Como resultado del procesamiento de la información se procedió a la confección del
mapa geomorfológico donde se sistematizan los dos tipos fundamentales de relieve
que caracterizan la región, el mapa morfotectónico donde se señalan las principales
estructuras y bloques tectónicos del territorio así como, la caracterización en sentido e
intensidad de los movimientos geodinámicos actuales y el mapa de riesgos donde se
muestran las áreas vulnerables ante los fenómenos tectónicos. La metodología seguida
para la confección del mapa de riesgos está basada en la determinación de la
vulnerabilidad de los elementos en riesgo ante la amenaza natural representada por los
movimientos tectónicos en una zona geodinámicamente activa, la cual es explicada en
el desarrollo del capítulo correspondiente.
Por último se confeccionó el informe final de la investigación y el plan de medidas a
seguir para mitigar los daños al medio ambiente.
Trabajos Precedentes.
Durante la ejecución de la investigación se consultaron diferentes trabajos que para la
región oriental y en particular del territorio Moa-Baracoa se han desarrollado,
orientados algunos a la evaluación geólogo-económica de las grandes reservas
minerales asociadas al cinturón ofiolítico del noreste holguinero y otros a la
profundización del conocimiento geológico regional, constituyendo todos una valiosa
información.
A pesar de existir numerosas investigaciones y reportes sobre la geología de la zona
realizados antes del triunfo de la revolución no es hasta la década del sesenta que se
desarrollan investigaciones profundas de carácter regional, haciéndose imprescindible
mencionar los trabajos de los especialistas soviéticos A. Adamovich y V. Chejovich [1,2
17
�A. Rodríguez Infante
y 3], que constituyeron un paso fundamental en el conocimiento geológico del territorio
oriental, esencialmente para las zonas de desarrollo de cortezas de intemperismo
ferroniquelíferas. La concepción inicial de estos trabajos ha sufrido importantes
cambios con el aporte de investigaciones más recientes.
Adamovich y Chejovich [1], elaboraron un mapa geológico a escala 1: 250 000 sobre la
base de interpretaciones fotogeológicas y marchas de reconocimiento geológico en el
cual fueron limitadas las zonas de cortezas de intemperismo para el territorio Mayarí Baracoa, establecieron la secuencia estratigráfica regional y respecto a la estructura
geológica, consideraron la existencia de un anticlinal con un núcleo de rocas antiguas zócalo metamórfico - y rocas más jóvenes en sus flancos, estando cortada toda la
estructura por fallas normales que la dividen en bloques. De igual forma ellos realizaron
reconstrucciones paleogeográficas que le permitieron caracterizar el relieve pre
Maestrichtiano de la región al mismo tiempo que clasificaron el relieve actual, [3].
Las investigaciones posteriores demostraron que la estructura del territorio oriental
cubano estaba muy lejos de tener el estilo sencillo que ellos concibieron, resultando
esclarecidos algunos elementos referidos a la existencia de fuertes movimientos
tectónicos tangenciales que provocaban la aparición de secuencias alóctonas y
autóctonas intercaladas en el corte geológico, así como el emplazamiento de cuerpos
serpentiníticos en forma de mantos tectónicos alóctonos sobre las secuencias del
Cretácico Superior lo cual complica extraordinariamente la interpretación tectono estratigráfica.
De igual forma se estableció que el origen y posición geólogo-estructural de los
conglomerados y brechas de composición serpentinítica que Adamovich y Chejovich
asignan al periodo Maestrichtiano, tienen un carácter esencialmente sinorogénico
relacionado con los movimientos tectónicos de emplazamiento de los cuerpos
serpentiníticos.
En los últimos años, debido a una constante acumulación de información, se ha
originado un salto cualitativo en el grado de conocimiento geológico expresado en los
elementos citados anteriormente.
En la década del setenta se inicia una nueva etapa en el conocimiento geológico
regional y como señala F. Quintas en su tesis doctoral [93], ....se fue abriendo paso la
concepción movilista como base para la interpretación geológica....., especialmente con
posterioridad a la publicación en 1974 de los trabajos de Knipper y Cabrera [63],
quienes sobre la base de las observaciones de campo y revisión de materiales
18
�A. Rodríguez Infante
existentes plantearon que los cuerpos de serpentinitas representan fragmentos de
corteza oceánica que se deslizaron por planos de fallas profundas hasta la superficie
donde se emplazaron sobre formaciones sedimentarias del Cretácico en forma de
mantos tectónicos. Sus investigaciones no aportan información novedosa al esquema
estratigráfico regional sin embargo, abren una nueva dirección al indicar la presencia
de mantos tectónicos constituidos por rocas ultrabásicas.
En 1972 se inician investigaciones de carácter regional del territorio oriental cubano por
especialistas del Departamento de Geología de la Universidad de Oriente, luego
Instituto Superior Minero Metalúrgico y en 1976 establecieron que la tectónica de
sobrempuje afecta también a las secuencias sedimentarias dislocadas fuertemente,
detectando en numerosas localidades la presencia de mantos alóctonos constituidos
por rocas terrígenas y volcánicas del Cretácico Superior, yaciendo sobre secuencias
terrígenas del Maestrichtiano - Paleoceno Superior, planteando además el carácter
alóctono de los conglomerados - brechas de la formación La Picota, demostrándose en
investigaciones posteriores el carácter predominantemente autóctono de estas
secuencias formadas en las cuencas superpuestas al arco volcánico del Cretácico. Con
estos nuevos elementos se reinterpreta la geología del territorio y se esclarecen
aspectos de vital importancia para la acertada valoración de las reservas minerales.
Como resultado de estos trabajos Cobiella junto a otros especialistas del departamento
de Geología del ISMM proponen un esquema tectónico que resume una nueva
interpretación estratigráfica y paleogeográfica de Cuba Oriental delimitando cinco
zonas estructuro faciales. En 1978 J. Cobiella y J. Rodríguez [31] subdividen las
anteriores estructuras propuestas en seis zonas, como se muestra en la figura No.1.
En el periodo 1972-1976, se realiza el levantamiento geológico de la antigua provincia
de oriente a escala 1: 250 000 por la brigada cubano - húngara de la Academia de
Ciencias de Cuba [80], siendo el primer trabajo que generaliza la geología de Cuba
Oriental. En este trabajo la región oriental se divide en cinco unidades estructuro
faciales y tres cuencas superpuestas como se muestra en la figura No.2.
El mapa e informe final de esta investigación constituyó un aporte científico a la
geología de Cuba al ser la primera interpretación geológica regional de ese extenso
territorio basada en datos de campos, obteniéndose resultados interesantes
expresados en los mapas geológicos, tectónicos y de yacimientos minerales, columnas
y perfiles regionales así como el desarrollo de variadas hipótesis sobre la evolución
geológica de la región.
19
�A. Rodríguez Infante
Figura No.1: Esquema tectónico según Cobiella y Rodríguez, (1980).
1-Anticlinorium Camagüey - Holguín; 2- Anticlinal Oriental; 3- Cuenca
Nipe - Baracoa; 4- Sinclinorium Central; 5- Anticlinorium Sierra
Maestra y 6- Fosa de Bartlett.
Figura No. 2. Esquema tectónico según E. Nagy, 1976.1A- Margen
Norte; 1B- Margen Sur; 2- Cuenca Guacanayabo - Guantánamo; 3Sinclinorium Central; 4- Cuenca de Guantánamo; 5- Zonas precubanas; 6- Zona Caimán y 7- Zona Remedios.
20
�A. Rodríguez Infante
Paralela a estas investigaciones se desarrollan trabajos fotogeológicos sobre diferentes
áreas del territorio por especialistas del Centro de Investigaciones Geológicas, entre los
que se encuentran la caracterización de la corteza de intemperismo del sector
occidental de las hojas cartográficas de Moa y Palenque desarrollados por V. Teleguin,
quien realiza una clasificación de las fracturas que afectan al substrato serpentinítico y
el levantamiento fotogeológico de Farallones a escala 1: 50 000 desarrollado por R.
Pérez, donde se realizó un estudio detallado de las distintas formaciones geológicas
del área de estudio y su caracterización geomorfológica, así como un conjunto de
trabajos desarrollados por la Empresa Geológica de Oriente en la búsqueda y
categorización de las reservas lateríticas.
En el periodo 1980-1985 el Departamento de Geomorfología de la propia institución en
colaboración con la Facultad de Geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico de
Moa desarrolló el tema de investigación Análisis Estructural del Macizo Mayarí Baracoa donde se analiza por primera vez de forma integral para todo el nordeste de
Holguín el grado de perspectividad de las cortezas de intemperismo ferroniquelíferas
en dependencia de las condiciones geólogo-geomorfológicas para lo cual fueron
aplicados métodos morfométricos y trabajos de fotointerpretación. La deficiencia
fundamental de la investigación consistió en el escaso trabajo de campo realizado para
las comprobaciones, utilizándose en sustitución de estos los informes de estudios
geológicos realizados en la valoración o categorización de los yacimientos lateríticos.
Desde el punto de vista tectónico de carácter regional adquieren importancia relevante
las investigaciones realizadas por M. Campos [18], en su estudio tectónico de la
porción oriental de las provincias Holguín y Guantánamo, donde propone siete
unidades tectono-estratigráficas para el territorio, describiendo las características
estructurales de cada una de ellas y estableciendo los periodos de evolución tectónica
de la región.
En 1989 F. Quintas en su tesis doctoral [93], realizó el estudio estratigráfico del
extremo oriental de Cuba donde propone las asociaciones estructuro-formacionales
que constituyen ese extenso territorio así como las formaciones que las integran,
realizando la reconstrucción paleogeográfica del Cretácico al Paleógeno, intervalo
cronológico de mayor complejidad para la geología de la región oriental. Este trabajo
por su actualidad y volumen de información geológica que presenta, es tomado como
material geológico base en la caracterización litológica de estas investigaciones.
21
�A. Rodríguez Infante
En 1990 se concluye el levantamiento geológico a escala 1: 50 000 en el polígono
CAME Guantánamo por especialistas cubanos y húngaros, el cual constituye uno de
los trabajos más integrales que sobre la geología de la región se realizan al abordar
todas las vertientes del trabajo geológico con un gran volumen de información textual y
gráfica.
Paralelamente a estas investigaciones de carácter geológico regional hay que hacer
referencia por su importancia a una serie de trabajos desarrollados por la Empresa
Integral de Proyectos de la Industria Básica en el estudio sismotectónico para el
complejo hidroenergético Toa-Duaba [84] y de la Central Hidro Acumuladora Oriente
Norte [72] durante los años noventa que junto a los trabajos de Hernández J. [52, 53]
sobre la geodinámica reciente han aportado valiosos datos sobre el área de
investigación y constituyen una base metodológica y orientativa en el estudio de las
estructuras sismogeneradoras y morfotectónicas.
Características Geológicas del Territorio.
La geología de la región se caracteriza por una gran complejidad condicionada por la
variedad litológica presente y los distintos eventos tectónicos ocurridos en el decursar
del tiempo geológico, lo que justifica los diferentes estudios y clasificaciones realizadas,
basadas en criterios o parámetros específicos según el objeto de la investigación.
En 1989, F. Quintas en su tesis doctoral, [93], realiza la clasificación geológica regional
según ocho asociaciones estructuro-formacionales, de las cuales seis se encuentran
representadas en el área de investigación. El se basó en la teoría que explica el origen
y evolución de los arcos insulares, así como la formación de las plataformas, las etapas
evolutivas y los conjuntos litológicos faciales típicos de cada estadio.
En 1996, Iturralde-Vinent [90], reconoce en la constitución geológica del archipiélago
cubano dos elementos estructurales principales: el cinturón plegado y el neoautóctono.
El cinturón plegado según el autor, está constituido por terrenos oceánicos y continentales
deformados y metamorfizado de edad pre-Eoceno Medio, que ocupan en la actualidad
una posición muy diferente a la original, representando las unidades geológicas que lo
integran grandes entidades paleogeográficas que marcaron la evolución del Caribe
Noroccidental. El autor divide al cinturón plegado en unidades continentales y unidades
oceánicas.
En Cuba Oriental las unidades continentales están representadas por el Terreno
Asunción [90], compuesto por dos unidades litoestratigráficas bien diferenciadas, la Fm.
22
�A. Rodríguez Infante
Sierra Verde y la Fm. La Asunción, constituidas por materiales metaterrígenos y
metacarbonatados respectivamente, del Jurásico Superior-Cretácico Inferior, las cuales
no aparecen representadas en el área de estas investigaciones.
Las unidades oceánicas están constituidas por las ofiolitas septentrionales, las rocas
del arco de islas volcánicas del Cretácico (Paleoarco), las secuencias de las cuencas
de piggy back del Campaniense Tardío-Daniense, el arco de islas volcánico del
Paleógeno y las rocas de las cuencas de piggy back del Eoceno Medio-Oligoceno. El
neoautóctono
está
constituido
por
materiales
terrígenos
carbonatados
poco
deformados del Eoceno Superior Tardío al Cuaternario que cubren discordantemente
las rocas del cinturón plegado.
La sistemática asumida por cada uno de los trabajos antes referidos de forma
sintetizada se representa en la tabla I.
Tabla I: Litologías presentes en el área de estudio según Quintas F., 1989 e
Iturralde-Vinent, 1996.
Elementos Estructurales
Formacionales
Iturralde-Vinent,1996
F Quintas 1989
serpentinizadas y
AEF de la antigua corteza
Ofiolitas
Complejo básico
oceánica
septentrionales
Fm. Quibiján
AEF del arco volcánico del
Fm. Santo Domingo
Cretácico
Arco volcánico del
Cretácico
Fm. La Picota
Fm. Mícara
AEF cuencas superpuestas al
Cuencas piggy-
arco volcánico del Cretácico
back
ra
1 generación
Fm. Sabaneta
Arco volcánico del Paleógeno
Arco de islas
volcánico del
Fm. Capiro
Cuenca superpuestas de la
Cuencas piggy-
etapa platafórmica
back
2da generación
Fm. Majimiana
Fm. Júcaro
Depósitos
Cuaternarios
Secuencias terrígeno –
carbonatadas de la etapa de
desarrollo platafórmico
23
NEO AUTOCTÓNO
CINTURON PLEGADO
Rocas Ultrabásicas
Asociaciones Estructuro
Unidades Oceánicas
Litología.
�A. Rodríguez Infante
En estas investigaciones para la caracterización geológica del territorio se ha asumido
como base la información aportada por estos trabajos, fundamentalmente en lo
concerniente a la caracterización de los conjuntos litológicos, a los cuales se le han
sumado los criterios de la fotointerpretación geológica, realizándose la corrección del
cartografiado de algunos sectores según los datos aportados por las fotografías aéreas
y los trabajos de campo como se muestra en el anexo gráfico No.3, y que se describen
a continuación.
Iturralde-Vinent divide a las ofiolitas cubanas en: ofiolitas del cinturón septentrional,
ofiolitas anfibolitizadas y ofiolitas de los terrenos sudoccidentales; dividiendo al cinturón
septentrional en tres fajas principales: Cajálbana, Mariel-Holguín y Mayarí-Baracoa. La
faja Mayarí-Baracoa a su vez la divide en tres macizos: Mayarí-Cristal, Sierra del
Convento y Moa-Baracoa, al cual pertenecen las ofiolitas objeto de estudio.
El Macizo Moa-Baracoa se localiza en el extremo oriental de la Faja Mayarí-Baracoa.
ocupando un área aproximada de 1 500 km2 que presenta un gran desarrollo de los
complejos ultramáfico, de gabros y volcano-sedimentario mientras que el complejo de
diques de diabasas está muy mal representado, apareciendo las diabasas descritas en la
región en forma de bloques tectónicos incluidos en los niveles de gabros, sobre todo en la
parte superior del complejo cumulativo. Se estima un espesor de aproximadamente 1000
metros para el complejo ultramáfico y 500 metros para el de gabros [40], mientras que
para el complejo volcano-sedimentario se ha estimado un espesor de 1200 metros, [93].
El complejo de rocas ultrabásicas aflora en toda la porción central y meridional del área
y está constituido predominantemente por harzburgitas y subordinadamente dunitas,
lherzolitas y piroxenitas. Estas rocas se caracterizan por presentar un grado de
serpentinización variable, lo cual ha sido objeto de contradicción y explicado de modo
diferente por varios investigadores, llegando incluso a considerarse el proceso como
una manifestación de autometamorfismo de las intrusiones. Sin embargo, ha
predominado el criterio de procesos dinamo-metamórficos durante la elevación y
emplazamiento de las grandes masas peridotíticas a la superficie en presencia de
agua, ya que la serpentinización, como se ha señalado en diversas investigaciones se
desarrolla más intensamente hacia los bordes de los macizos sobre todo, en los límites
tectónicos de sobrecorrimiento de estos sobre las rocas autóctonas, en las zonas de
fallas interiores de los macizos y en las zonas de contacto con las rocas básicas.
24
�A. Rodríguez Infante
Las rocas de este complejo se caracterizan por presentar un color verde oscuro o gris
verdoso y por un alto grado de agrietamiento. En las fotografías aéreas, ellas se
identifican por su fototono gris oscuro homogéneo que en zonas de gran desarrollo de
la corteza laterítica aparece moteado de gris claro.
Sobre estas rocas se forman relieves muy variados en dependencia del nivel
hipsométrico que ocupan y por ende, del grado de desarrollo y conservación de la
corteza de meteorización. Hacia la parte norte del macizo se observa un relieve de
premontañas con cimas redondeadas, mientras que en la parte intermedia aparecen
montañas de cimas aplanadas que hacia el sur se vuelven puntiagudas. Los
parteaguas secundarios son rectos y alargados, con pendientes abruptas, siendo esto
un criterio importante en su identificación. El drenaje es de configuración dendrítica,
volviéndose angular debido al alto control tectónico sobre todo en los límites de los
bloques, siendo típicos los valles en forma de V con pendientes fuertes, los que se
hacen más amplios y menos profundos cuanto mayor es su orden. En la parte central,
donde las cimas son aplanadas el drenaje es menos denso, observándose cauces
estrechos y profundos con divisorias aplanadas, generalmente asociados a fracturas.
El complejo máfico está representado por gabros olivínicos, gabro-noritas, anortositas y
gabros normales de diferentes granulometrías. Los cuerpos de gabro tienen una
estructura de grandes bloques y la mayoría de éstos se disponen en las zonas
periféricas del complejo ultramáfico. En el sector Moa-Baracoa están representados
dos tipos de gabros, los llamados gabros bandeados y los gabros masivos en las
partes más altas del corte. En el área de estudio el más común es el gabro normal de
color oscuro algo verdoso con textura masiva o fluidal. Estas rocas presentan
alteraciones superficiales en forma de finísimas irregularidades semejantes a un micro
relieve cársico, originadas por la meteorización diferencial de los minerales que las
componen entre los cuales están los piroxenos monoclínicos, plagioclasas básicas y en
menor grado olivino y piroxenos rómbicos.
En la región de estudio los gabros afloran siempre asociados a las serpentinitas,
apareciendo en forma de bloques en las zonas de Quesigua-Cayo Guam-Mercedita,
Centeno-Miraflores y Farallones-Caimanes.
Fotogeológicamente los gabros se manifiestan con parámetros o criterios diferentes en
dependencia de la intensidad de la meteorización. En zonas muy intemperizadas
aparecen con un fototono claro, generalmente más claro que en las cortezas sobre
serpentinitas, con un relieve aplanado donde se observan superficies rugosas.
25
�A. Rodríguez Infante
En las zonas de relieve más abrupto se presentan con un fototono moteado gris oscuro
y claro - casi blanco - con parteaguas en forma de cuchillas curvas y ramificadas en
otras de menores dimensiones, semejando en las fotografías aéreas una estructura de
roseta lo que puede estar relacionado con los procesos de erosión esferoidal típico
para estas rocas. El drenaje en general es de configuración dendrítica, apareciendo a
veces subángular debido al control tectónico.
El complejo de diques de diabasas está muy mal representado, apareciendo las diabasas
descritas en la región en forma de bloques tectónicos incluidos en los niveles de gabros,
sobre todo en la parte superior del complejo cumulativo.
El complejo vulcano-sedimentario contacta tectónicamente con los demás complejos del
corte ofiolítico y está representado por la formación Quibiján, constituida por rocas
vulcano-sedimentarias intruidas por gabro-pegmatitas, dioritas y diabasas. En la base
se encuentran lavas y lavas-brechas, aglomerados y tobas gruesas de composición
basáltica y basáltico-andesítica. En su conjunto son de color negro o verde oscuro. Las
lavas son amigdaloidales, con amígdalas rellenas de cuarzo y clorita. La porción media
superior de la formación se compone de lavas, lavas-brechas, tufo-lavas y en
cantidades subordinadas tobas lapillíticas, las cuales se caracterizan por presentar una
estratificación gruesa, a veces gradacional.
La edad aún se desconoce, ya que no se han encontrado fósiles que puedan revelarla.
Algunos autores le asignan una edad Cretácico Inferior - Superior.
Area de afloramiento. Aflora en la región de Farallones, al sur de Yamanigüey y en un
pequeño bloque de Cupey.
Fototono. Presenta tonos de gris claro a casi blanco de forma general, apareciendo
moteado en la región de Farallones.
Relieve. Poco elevado y muy desmembrado, con parteaguas pequeños en forma de
cuchillas, con pendientes de medias a abruptas.
Drenaje. Dendrítico, aunque en ocasiones se hace subángular por el control tectónico.
La formación Santo Domingo, única representante del arco volcánico cretácico en el
área, está constituida por tobas, lavas y aglomerados, apareciendo pequeños cuerpos
de pórfidos dioríticos, andesitas y diabasas. Se incluyen además en esta formación las
calizas pizarrosas finamente estratificadas y muy plegadas de color grisáceo.
Las tobas ocupan más del cincuenta por ciento de la formación, apareciendo en la
parte superior preferentemente, siendo comunes las variedades cristalovitroclásticas y
26
�A. Rodríguez Infante
vitroclástica. Las lavas aparecen en ocasiones con textura amigdaloidal, predominando
las variedades porfidíticas, yaciendo en forma de mantos interestratificados casi
concordantes con las tobas. A menudo, junto con las lavas se observan aglomerados
de composición entre dacítica y andesítica, muy alterados. Se le asigna una edad
Cretácico Aptiano - Turoniano.
Area de afloramiento. Aflora en la región de Farallones - Calentura y en una pequeña
área en la localidad de Centeno.
Fototono. Gris moteado.
Relieve. De premontañas bajas con pendiente de medias a abruptas, con cimas
puntiagudas, divisorias cortas, finas y muy ramificadas.
Drenaje. Dendrítico, con densidad variable que tiende a aumentar hacia los órdenes
superiores.
Pertenecientes a la cuencas de piggy-back de la primera generación del Cretácico
Superior al Paleoceno Inferior, afloran en el área las formaciones La Picota y Mícara,
de tipo molásico y flyschoide, acumuladas en algunos casos en zonas de intensa
actividad tectónica, por lo que localmente pueden aparecer muy deformadas y formar
parte de melanges.
La formación Mícara está compuesta de facies terrígenas y terrígenas carbonatadas de
edad Maestrichtiano-Daniano. La secuencia inferior es de tipo molásica y la superior de
tipo flysch. El límite inferior no se ha observado, pero se supone discordante sobre la
formación Santo Domingo.
En la zona de Cananova, Quintas[93] reportó esta formación compuestas por areniscas
de granos medios, con intercalaciones olistostrómicas compuestas de areniscas y
gravelitas, con bloques de diversos tamaños de rocas ígneas básicas.
Area de afloramiento. Zona de Los Indios de Cananova y borde suroeste del cerro de
Miraflores.
Fototono. Gris claro, pero en algunos lugares aparece moteado como por ejemplo en la
meseta de Caimanes.
Relieve. Sobre estas rocas se desarrolla un relieve de colinas bajas de cimas
redondeadas y pendientes moderadas, con parteaguas cortos y finos, variando de
forma gradual hasta convertirse en relieve casi llano hacia la parte norte.
Drenaje. Variado y poco denso en general, haciéndose más escaso hacia el norte. Su
configuración es dendrítica.
27
�A. Rodríguez Infante
La formación La Picota tiene una composición muy variable en cortas distancias, a
veces con apariencia brechosa y en ocasiones conglomerática, presentando en
proporciones variables la matriz y el cemento, este último carbonatado. Existen dudas
en algunas regiones donde afloran brechas muy cataclastizadas formando parte de los
melanges acerca de su pertenencia a esta formación o si son brechas tectónicas.
De acuerdo a las características de esta formación se estima que la misma se acumuló
a finales del Cretácico e incluso en el Paleoceno inicial, asociada al emplazamiento de
las ofiolitas, que constituyeron su principal fuente de suministro.
Area de afloramiento. Aflora en la base de la Sierra del Maquey y en la meseta de
Caimanes.
Fototono. De gris medio a gris claro y en las zonas de contacto litológico aparece
abigarrado.
Relieve. Relativamente alto, con elevaciones de cimas agudas y divisorias alargadas
en forma de cuchillas, presentando pendientes altas.
Drenaje. Está representado por redes dendríticas.
La actividad volcánica del Paleógeno estuvo restringida fundamentalmente a la parte
oriental de la isla, estando representada por las rocas del Grupo El Cobre y la formación
Sabaneta de origen vulcano-sedimentario, aflorando sólo esta última en el área de
estudio.
La formación Sabaneta está constituida por rocas vulcanógenas-sedimentarias de
granos finos, frecuentemente zeolitizadas o montmorillonitizadas, con intercalaciones
de calizas, silicitas, tobas cloritizadas y rara vez basaltos.
En Farallones el corte está compuesto por tobas vitroclásticas y cristalolitoclásticas
zeolitizadas, en menor grado argilitizadas, tufitas, calizas, radiolaritas, tobas vítreas y
tobas cineríticas. Las calizas tobáceas y tufitas aparecen regularmente hacia la parte
alta de la formación. La estratificación es buena, siendo frecuentemente gradacional.
En Los Indios de Cananova, en la base de la formación se intercalan areniscas de
granos gruesos y algunas brechas, donde fueron encontrados fósiles que indican una
edad Paleoceno-Daneano.
Area de afloramiento. En un área extensa de la región de Cananova hasta Farallones y
en un pequeño bloque en Yamanigüey.
Fototono. Presenta tonalidades claras de gris.
28
�A. Rodríguez Infante
Relieve. Formando pequeñas elevaciones de cimas redondeadas y laderas suaves.
Hacia el norte se presenta casi llano.
Drenaje. En la zona de Farallones donde el relieve es más elevado, el drenaje es de
tipo dendrítico, espaciado; y donde existe control tectónico pasa a ser subangular.
Hacia el norte la red fluvial se va haciendo escasa hasta casi nula.
Perteneciente a las cuencas superpuestas o piggy-back de la segunda generación
aflora en el área la formación Capiro compuesta por areniscas, aleurolitas y margas
bien estratificadas con intercalaciones de conglomerados finos compuestos por cantos
de serpentinitas, calizas y cristaloclastos de piroxeno y cuarzo. Hacia la base de la
formación se localizan olistostromas de bloques de serpentinitas muy alteradas y
diabasas. En muchos lugares se observa una clara gradación de conglomerados y
areniscas. Los olistolitos de calizas organodetríticas contienen fragmentos de
serpentinitas, cuarzo y hematita. Se le asigna una edad Eoceno Superior.
Area de afloramiento. Aflora en la región de Yamanigüey formando una franja a lo largo
de toda la costa.
Fototono. Relativamente claro, desde el gris claro hasta el blanco.
Relieve. Muy bajo con colinas pequeñas onduladas de pendientes suaves.
Drenaje. Escaso.
El neoautóctono, constituido por secuencias sedimentarias donde predominan las rocas
carbonatadas sobre rocas terrígenas, depositadas en régimen de plataforma continental,
aparece representado en la región por las formaciones Júcaro y Majimiana que yacen
discordantemente sobre las unidades del cinturón plegado. Estructuralmente estas
secuencias se caracterizan por su yacencia monoclinal suave u horizontal, con algunas
perturbaciones en las zonas donde existen dislocaciones jóvenes.
La formación Júcaro está constituida por calizas margosas poco consolidadas y a
veces por margas de edad Oligoceno-Mioceno.
Area de afloramiento. Aflora por toda la costa en la región de Cananova y Yamanigüey.
Fototono. Presenta tonalidades de gris claro a blanco.
Relieve. Bajo, formando pequeñas colinas redondeadas con pendientes suaves y
aislados cayos en las costas.
29
�A. Rodríguez Infante
La Formación Majimiana está constituida por calizas organodetríticas típicas de
complejos arrecifales y bancos carbonatados con intercalaciones de margas. Las
secuencias de esta formación presentan bruscos cambios faciales en cortas distancias,
conteniendo una abundante fauna de foraminíferos bentónicos y planctónicos, lo que
ha permitido asignarle una edad Oligoceno Superior hasta el Mioceno.
Area de afloramiento. Aflora en la región de Yamanigüey, formando una franja por toda
la costa.
Fototono. Tonalidades de gris medio a gris claro.
Relieve. Se presenta en forma de franja paralela al litoral, con un relieve poco
accidentado representado por pequeñas colinas onduladas de poca pendiente.
Drenaje. Pobre, con valles que cortan la franja de afloramiento.
Sobre todas las litologías antes descritas se encuentran los depósitos cuaternarios que
constituyen una cobertura prácticamente continua de génesis predominantemente
continental de pocas variaciones diagenéticas y pequeño espesor.
Estos depósitos están constituidos por calizas organodetríticas con gran contenido de
fauna, predominando los moluscos contemporáneos. Aparecen también aleurolitas
calcáreas, arenas margosas y arcillas. Los depósitos ubicados en los márgenes,
cauces y desembocaduras fluviales están constituidos por bloques, cantos rodados,
gravas, arenas, aleurolitas y arcillas derivadas de la erosión fluvial.
Area de afloramiento. Constituyen una cobertura prácticamente continua en forma de
franja a lo largo de la costa y discontinua en las partes interiores.
Fototono. Se manifiestan con tonalidades de gris oscuro, en ocasiones se observan
manchas de gris claro en las zonas de desembocadura.
Relieve. Estos depósitos se desarrollan en zonas de llanuras costeras débilmente
onduladas, en zonas pantanosas parálicas y en las desembocaduras y cauces de los
ríos sobre llanuras irregulares.
Drenaje. Pobre y en general sólo se observan los cauces de los ríos principales.
Geomorfología del Territorio.
El relieve de Cuba oriental, al igual que el relieve cubano en general es el reflejo de la
alta complejidad geólogo estructural resultante de la acción de procesos compresivos
durante la etapa Mesozoica y el Paleógeno, a los cuales se han superpuesto
30
�A. Rodríguez Infante
desplazamientos verticales, oscilatorios, diferenciados e interrumpidos así como la
separación en bloques del territorio.
Algunos autores consideran que la etapa de formación del relieve cubano comienza en
el Paleógeno, cuando se inician los movimientos verticales como tendencia
fundamental, disminuyendo notablemente los movimientos horizontales.
Aunque no fue objetivo de este trabajo la determinación del origen y edad del relieve,
por los resultados obtenidos con la aplicación del conjunto de métodos geólogo geomorfológicos se hace evidente que aún cuando los procesos morfogénicos iniciaron
su acción directa en el modelado de la superficie en periodos tan jóvenes como el
Mioceno - Plioceno, en el relieve actual del noreste oriental se ponen de manifiesto
muchas morfoestructuras heredadas de los procesos geodinámicos que se iniciaron a
fines del Mesozoico y se extendieron hasta el Paleógeno, responsables de la formación
del sistema de escamas tectónicas que caracteriza al complejo ofiolítico y que a pesar
de la vigorosa reestructuración neotectónica aún se reflejan en el mismo.
Genéticamente el relieve de Moa y sus áreas adyacentes está clasificado dentro del
tipo de Horst y bloques que corresponden a los cuerpos de rocas ultrabásicas elevadas
en la etapa neotectónica a lo largo de dislocaciones antiguas y rupturas nuevas, poco o
ligeramente diseccionados, [83].
A partir de esta clasificación regional y tomando como base los criterios de clasificación
que Portela y otros [88], usaron en la confección del mapa geomorfológico del Nuevo
Atlas Nacional de Cuba se procedió al estudio detallado de las formas del relieve y
zonificación geomorfológica del área de trabajo mediante la aplicación de métodos de
fotointerpretación geomorfológica, confección e interpretación de mapas morfométricos
y observaciones de campo. Como resultado del estudio se clasificó el territorio en dos
zonas geomorfológicas fundamentales: la zona de relieve de llanura y la zona de
relieve de montañas, con subtipos específicos que se describen a continuación y que
se muestran en el anexo gráfico No.2.
Zona de Llanuras. Se desarrolla en toda la parte norte del área ocupando la zona
comprendida desde la barrera arrecifal hasta los 100-110 m de altura hacia el sur. La
formación de estas llanuras está relacionada con la acción conjunta de diferentes
procesos morfogénicos que en ella han actuado, predominando los procesos fluviales y
marinos.
31
�A. Rodríguez Infante
Las llanuras acumulativas marinas ocupan el área comprendida entre la barrera
coralina y el litoral, llegando a formar parte en algunos sectores de la zona litoral como
ocurre en el extremo noreste de Cayo Moa Grande, Punta de Río Moa, Quemado del
Negro, Punta del Mangle y Punta Guarico de Yamanigüey.
La actividad erosiva en esta zona es prácticamente nula debido a la protección al oleaje
que ofrece la barrera arrecifal, estando limitada la misma a la remoción de los
sedimentos en los periodos de intensas lluvias, como resultado del aumento de la
descarga de los ríos.
Los sedimentos que en ella se acumulan proceden de dos fuentes fundamentales de
suministro; los provenientes de la erosión de las cortezas lateríticas, transportados por
los ríos que desembocan en la zona, siendo el Río Moa el de mayor aporte al poseer la
cuenca de mayor extensión y atravesar extensos sectores descubiertos de vegetación
por los trabajos de extracción minera, y los provenientes de la barrera arrecifal, que al
constituir el rompiente del oleaje, es abrasionada en su porción norte frontal, siendo los
detritos acumulados en su parte trasera.
Los valores de las formas del relieve no pudieron ser calculados para esta zona por
falta de información batimétrica detallada, no obstante se puede asegurar la existencia
de valores de pendientes predominantes de 0º a 3º y sólo en pequeños sectores
aislados y en la estrecha franja que bordea la barrera pueden llegar hasta 6º y 9º.
Geomorfológicamente esta zona de llanuras acumulativas marinas constituye un
elemento de vital importancia en el territorio, ya que por su carácter de cuenca cerrada
conforma un receptáculo natural para todos los materiales arrastrados desde la zona
socio-económica construida en el litoral y sus alrededores, incluidos los elementos
contaminantes, lo que puede conllevar a la destrucción de la barrera coralina y con ella
a la propia cuenca, lo que provocaría el surgimiento o intensificación de procesos
destructivos en la zona insular periférica, afectando al medio ambiente en todas sus
dimensiones.
Las llanuras fluviales fueron clasificadas en acumulativas y erosivo-acumulativas en
dependencia del proceso predominante en su morfogénesis. Las primeras, las llanuras
fluviales acumulativas se desarrollan en toda la franja norte del área, entre la línea
litoral al norte, hasta los 100-110 m de altura hacia el sur, en la zona correspondiente a
la base del escalón inferior de las tierras emergidas y en las que se encuentran los
cauces inferiores y desembocaduras de los ríos Moa, Cayo Guam, Cananova,
Yamanigüey y Quesigua.
32
�A. Rodríguez Infante
En esta zona los procesos erosivos son escasos y sólo se ponen de manifiesto a través
de pequeños arrastres de suelos y acarcavamiento, generalmente asociados a taludes
locales, en su mayoría de carácter antropogénico. Por otro lado, debido a su posición
espacial e hipsométrica y sus pendientes que no sobrepasan como promedio los tres
grados, constituyen una superficie óptima para la acumulación de los sedimentos
arrastrados de los niveles superiores. Dentro del material que se acumula predominan
los sedimentos fluviales.
Las zonas de llanuras fluviales erosivo-acumulativas se localizan en los valles de los
ríos Cananova, Cabaña y Centeno, así como en la zona comprendida entre Quesigua y
Cupey. En estas zonas la superficie topográfica pierde su regularidad al aparecer
sectores de hasta 9º de pendiente, condicionando la existencia de procesos erosivos.
La disección vertical oscila de 10 a 90 m/km2, mientras que las isobasas marcan hasta
100 m y 50 m para el segundo y tercer orden respectivamente. La cota mas alta para
esta zona es de 126 m.
Los sedimentos que se acumulan en estas llanuras son de origen fluvial y su
deposición es generalmente de carácter temporal, siendo removidos con frecuencia en
los periodos de crecida.
Asociada genética y espacialmente con las llanuras fluviales y marinas y en la zona de
intersección entre ambas, aparecen llanuras acumulativas palustres parálicas
ocupando sectores con pendientes de cero a tres grados y valores de isobasitas nulos,
donde predominan procesos acumulativos de sedimentos típicos de zonas pantanosas
de color oscuro y olor fétido, anegadas en agua, siendo el mangle la vegetación
predominante.
Toda esta zona de relieve de llanura de edad Cuaternario no ha estado exenta de la
acción de los procesos tectónicos, pudiendo notarse con nitidez en el mapa la
existencia de fallas que cortan y desplazan el relieve como la falla de rumbo nordeste
que desplaza la llanura palustre del extremo oriental de área alrededor de 250 m, así
como la llanura del norte y este de Punta Cabagán que está desplazada 750 m por una
falla de dirección norte sur.
En ninguna de las numerosas fallas que cortan estas zonas llanas se aprecian saltos
verticales pronunciados, lo que da una idea de la agresividad denudativa y del carácter
rumbo deslizante predominante para los movimientos novísimos de la región, y sólo
movimientos verticales como reajuste.
33
�A. Rodríguez Infante
Zona de Montañas. Esta zona geomorfológica es la más extendida dentro del área de
las investigaciones ocupando toda la parte sur y central, además del Cerro de
Miraflores y las zonas nordeste y noroeste del poblado de Cananova.
Los valores morfométricos así como la configuración de las elevaciones son
extremadamente variables en dependencia de las características litológicas, grado de
agrietamiento de las rocas sobre las cuales se desarrolla y del nivel hipsométrico que
ocupan. Teniendo en cuenta esos parámetros la zona de relieve de montaña fue
clasificada en cuatro subtipos:
Zona de premontañas aplanadas ligeramente diseccionadas. Constituye la zona de
transición gradual de las llanuras fluviales acumulativas y erosivo-acumulativas a las
montañas bajas, como ocurre en la parte nordeste del área de la Mina Moa,
apareciendo sólo como un sector aislado en Playa la Vaca al sur de Punta Cabagán,
donde está bordeada por llanuras fluviales. Este zona se caracteriza por presentar
elevaciones de poca altura que llegan en el área a valores máximos de 182 m y cimas
aplanadas por los propios procesos denudativos, dentro de los cuales predominan la
erosión por arrastre de las aguas superficiales y la meteorización que se hace intensa
debido al dinamismo de las aguas subterráneas, aún cuando la conservación del eluvio
sólo se hace posible en las cimas aplanadas como en Playa la Vaca, predominando
para el resto de la zona suelos redepositados de carácter temporal, mientras que en las
hondonadas y microcuencas es típica la repetición de capas de perdigones,
intercaladas con material arcilloso, lo que evidencia su carácter deluvial.
Para esta zona las pendientes llegan hasta los 12º mientras la disección vertical
alcanza 100-150 m/km2. Este tipo de relieve en algunos sectores aparece cubierto por
la actividad socioeconómica.
Zona de submontañas y premontañas ligeramente diseccionadas. Se localiza en el
área comprendida entre Cañamazo y Calentura, apareciendo en sectores aislados en
las localidades de Cananova, El Cerro y Yamanigüey con elevaciones y cerros
relativamente aislados de cimas redondeadas con pendientes variables que pueden
alcanzar hasta los 15º y los valores de disección vertical llegan hasta los 130 m/km2.
Las formas de relieve aquí desarrolladas son relictos de la erosión fluvial de las zonas
montañosas periféricas. Los procesos erosivos son intensos y los suelos removidos
constantemente, dando un carácter temporal a los depósitos que se forman en los
valles y cañadas.
34
�A. Rodríguez Infante
Zona de montañas bajas aplanadas ligeramente diseccionadas. Esta forma de relieve
es la que adquiere mayor importancia en el estudio de la región por el área que abarca
y por estar a ella asociados los mayores yacimientos ferroniquelíferos.
Se desarrolla en toda la parte central y sudeste del área y corresponde al segundo nivel
de la estructura escalonada que caracteriza la zona.
Los procesos de intemperismo son predominantes y están condicionados no sólo por la
litología y el grado de agrietamiento de las rocas sobre las cuales se desarrolla, sino
también, por la posición hipsométrica que estas ocupan. Al mismo tiempo, al ser las
pendientes de bajo ángulo - de cero a seis grados - existe una excelente conservación
del producto meteorizado, siendo erosionado sólo en los barrancos y escarpes
asociados al sistema fluvial que se encuentra controlado por dislocaciones tectónicas.
Actualmente y desde el inicio de la actividad minera en la región, se ha intensificado el
arrastre de suelos y la degradación en general debido a las áreas que han quedado
descubiertas por la extracción del mineral. En esta zona de montañas aplanadas se
encuentra la mayor cota de la zona correspondiente a la elevación El Toldo con 1174 m
de altura, alrededor del cual se han desarrollado numerosas formas del relieve cársico.
Para esta zona geomorfológica corresponden también los mayores valores del
levantamiento que quedan evidenciados por rasgos morfológicos como barrancos,
escarpes, formas cársicas, etc., y por los parámetros morfométricos como los valores
de isobasitas que alcanzan 900 m para el segundo y oscilan entre 500-800 m para el
tercer orden, llegando la disección vertical a variar en el rango de 200 a 550 m/km2.
Zona de montañas bajas diseccionadas. Esta zona se localiza en los extremos sudeste
y sudoeste del área y en el Cerro de Miraflores. Las elevaciones que constituyen esta
zona se caracterizan por presentar cimas alargadas de orientación predominantemente
nordeste con vertientes de paredes abruptas altamente diseccionadas por los sistemas
de fallas que cortan y desplazan tanto las divisorias principales como secundarias.
Los procesos morfológicos más abundantes son los erosivos fluviales y de forma
subordinada los movimientos gravitacionales, los que son controlados por la vegetación
que de forma general es abundante.
Los valores de la disección vertical oscilan entre 230 m/km2 y 450 m/km2 Si se
comparan estos valores con los de las montañas bajas aplanadas, parece haber una
contradicción ya que en estas últimas los máximos del rango de variación del indicador
de la erosión de fondo es superior. Sin embargo, esto se justifica por encontrarse las
montañas aplanadas en niveles hipsométricos superiores en zonas que son afectadas
35
�A. Rodríguez Infante
por los movimientos tectónicos de ascenso mas intensos, haciendo que en sus
sectores periféricos los desniveles de altura por superficie sean superiores.
Los niveles de base de erosión para los ríos de segundo orden alcanzan hasta 450 m
en el área correspondiente a Sierra del Maquey y 300 m para Miraflores mientras que
para el tercer orden son de 350 m y 90 m respectivamente. Por su parte las pendientes
son altas, predominando los valores mayores de 9º con amplios sectores mayores de
15º e incluso, mayores de 30º en zonas asociadas con fracturas.
Geomorfológicamente a esta zona corresponden los mayores desplazamientos por
fallas, siendo los casos más representativos la falla de orientación nordeste ubicada al
nordeste de Cayo Perico que origina un rechazo horizontal de aproximadamente 90 m
y la falla Cananova en el Cerro Miraflores con desplazamientos de alrededor de 1 km.
Conjuntamente con estas zonas geomorfológicas determinadas, aparecen en la región
un conjunto de formas menores del relieve o elementos del paisaje que constituyen
elementos importantes en la caracterización geomorfológica regional, son criterios de
evaluación tectónicas y algunas representan un peligro para el medio ambiente. A
continuación se hace un análisis de cada una de ellas partiendo de su origen e
importancia en el contexto territorial.
Formas Cársicas. En las rocas del complejo ultramáfico, en el área comprendida entre
las cuencas de los ríos Moa y Calentura por el noroeste y el cauce superior del río
Jiguaní por el sudeste, correspondiendo a la parte más alta del peniplano antiguo y a
las mayores elevaciones de las Cuchillas de Moa (700-1200 m), aparecen dolinas,
sumideros, lapíez o karren así como otras formas cársicas típicas de la zona como las
estructuras columnares y piramidales de extremos afilados y cuellos erosionados.
Muchas de estas formas aparecen alineadas y orientadas en dirección nordeste y
noroeste sirviendo como criterio de fotointerpretación de estructuras disyuntivas.
Nuñez Jiménez [81, 82], ha publicado varios trabajos sobre la regionalización del carso
cubano ubicando esta zona en el grupo III, denominado Región Cársica del Oriente de
Cuba, en el subgrupo montañas de Moa, carso de los antillanos serpentinizados.
Otros autores no concuerdan con que las formas anteriormente descritas en peridotitas
se les denomine con el término de cársicas, llamándolas como seudocarso en
peridotitas, al plantear que el proceso que las origina no es por disolución, si no por
lavado de los ocres arcillosos debido a la acción
36
de las aguas pluviales y de
�A. Rodríguez Infante
infiltración, es decir, que su origen está asociado a un proceso de lixiviación y sufusión
a través de grietas y fisuras por donde se escurre el material acarreado.
El nombre de carso se le asignó a las formas exóticas del relieve presentes en la
meseta de Karst en Yugoslavia donde se determinó una génesis por disolución de
rocas solubles, generalizándose posteriormente el término para formas y génesis
similares. Con el desarrollo de las investigaciones geomorfológicas se ha demostrado
la existencia de estas formas sobre otras litologías donde no ocurre la disolución, por lo
que se hace necesario reformular y hacer más extensivo la definición original de modo
que incluya los procesos de sufusión dentro de las variables genéticas de las formas
topográficas irregulares típicas del intemperismo químico.
Lo que es indiscutible en la región es la presencia de un sector de aproximadamente
120 km2 , de los cuales 72 km2 están dentro del área objeto de investigación, de formas
de relieve no típicas de la litología presente y que se asocian cronológicamente con las
formas cársicas de los niveles superiores de las terrazas de Maisí [82]. Con menor
densidad, este fenómeno aparece con frecuencia en las laderas de los márgenes de
algunos cursos fluviales como por ejemplo en el río Cayo Guam y en la zona norte
litoral.
En los estudios paisajísticos, en la evaluación medioambiental y en la preoyección de la
actividad constructiva este fenómeno debe tenerse en cuenta debido a la influencia del
mismo en el comportamiento físico-mecánico de las rocas, en la dinámica de las aguas
subterráneas y en los procesos erosivos.
Barrancos. Es muy frecuente dentro del territorio encontrar formación de barrancos en
la parte alta y media de los ríos que atraviesan el complejo ofiolítico y que tienen un
fuerte control estructural. Estos barrancos alcanzan su mayor expresión en la parte
centro meridional y llegan a desarrollar pendientes de hasta 45º con alturas máximas
de 240 m, lo cual hace susceptible a estos sectores al deslizamiento y arrastre de
suelos. Ante la actividad sísmica estos barrancos constituyen sectores de alta
vulnerabilidad, no sólo por que su génesis está relacionada con las estructuras
tectónicas activas del territorio sino también, por que favorecen la dinámica erosiva en
su superficie que debido a las grandes pendientes se encuentran descubiertas de
vegetación.
37
�A. Rodríguez Infante
Existen otras dos formas del paisaje que aun cuando tienen un origen antrópico son
tratadas en este epígrafe ya que deben constituir una preocupación constante para el
hombre ante el peligro latente de las consecuencias que ellas puedan acarrear al
medio ambiente.
Una de ellas son las áreas minadas y escombreras que con el crecimiento de la
producción niquelífera se agigantan, constituyendo sectores descubiertos y desmembrados que aceleran el proceso de acarcavamiento, intensifican el arrastre de los
suelos con la consabida ruptura del equilibrio fluvial y provocan la acumulación
anómala de sedimentos en las zonas bajas.
La otra forma está constituida por las presas de colas que se multiplican en el paisaje
moense y degradan progresivamente el medio físico.
En la actualidad en Moa aproximadamente 20 km2 de la superficie están afectados por
estos fenómenos, sin tener en cuenta las áreas descubiertas por la actividad
constructiva social e industrial y vías de acceso y se prevé, que con la puesta en
funcionamiento a corto plazo de la nueva industria niquelífera en construcción, esta
cifra se agrande.
Estas formas, además de alterar morfológicamente la superficie constituyen sectores
de pérdida de la cobertura vegetal lo cual no sólo altera el ciclo hidrológico sino
también facilita la acción de un agente erosivo intenso como el viento, corriéndose el
riesgo de un proceso de desertificación artificial.
Conclusiones.
En el estudio geológico desarrollado en la presente investigación se pudieron
determinar las áreas de afloramiento y zonas de contacto entre las diferentes litologías
que conforman el substrato rocoso del territorio, siendo las rocas del complejo ofiolítico
las que ocupan las mayores áreas, lo que en conjunto con el relieve de montañas bajas
aplanadas que sobre estas rocas se ha desarrollado hace posible la formación y
conservación de las potentes cortezas ferroniquelíferas.
Para cada litología presente se establecieron los criterios de fotointerpretación geólogogeomorfológica que permiten establecer los patrones fotointerpretativos para áreas
colindantes o geológicamente similares. Estos criterios alcanzan su máxima
importancia para los trabajos de búsqueda y prospección de los yacimientos
ferroniquelíferos al quedar bien delimitadas las diferencias entre las rocas frescas y la
38
�A. Rodríguez Infante
corteza laterítica desarrollada sobre las rocas ultrabásicas serpentinizadas, y entre esta
última y la corteza sobre gabros.
En el desarrollo de estas investigaciones también se estableció como regularidad la
disposición de los cuerpos de gabros en las zonas periféricas de las serpentinitas,
apareciendo sólo de forma aislada pequeños cuerpos incluidos dentro del complejo
ultramáfico en sectores de alta complejidad estructural. En ambas condiciones, el
contacto entre los dos complejos y entre estos y las rocas más antiguas es de carácter
tectónico.
Geomorfológicamente el territorio fue caracterizado a través de las dos zonas
geomorfológicas principales que en el se desarrollan: Zona de relieve de llanuras y
zona de relieve de montañas, las cuales han sido descritas teniendo en cuenta los
procesos morfogénicos y elementos morfológicos que la identifican, así como los
elementos estructurales que la condicionan. De forma simultánea se han asumido los
elementos del paisaje para la caracterización tectónica y en particular neotectónica del
área, lo que constituye el objetivo de la investigación y en específico, de la aplicación
de los métodos geomorfológicos en la evaluación del riesgo de génesis tectónica,
destacándose en este aspecto que el análisis geomorfológico fue de vital importancia
en la caracterización de las estructuras tectónicas activas del territorio, al aportar
criterios donde los otros métodos de investigación son de muy pobre información, en
especial en las zonas llanas. Al respecto se concluye que en el área de investigación
de forma nítida y frecuente se pueden observar los elementos del relieve y las
diferentes zonas geomorfológicas desplazadas o limitadas por estructuras tectónicas
activas en períodos recientes.
Paralelamente a lo anterior fueron descritos elementos del paisaje, natural o antrópico,
que son de vital importancia en la evaluación medio ambiental de la región y que deben
tenerse en cuenta para la proyección de la actividad constructiva futura y en la
conservación de las ya existentes.
39
�A. Rodríguez Infante
CAPITULO II
40
�A. Rodríguez Infante
CAPITULO II. MORFOTECTONICA Y GEODINAMICA
DEL TERRITORIO DE MOA.
Introducción.
Rasgos Geotectónicos Evolutivos de la Región.
Principales Sistemas de Fallas del Territorio.
Bloques Morfotectónicos.
Neotectónica.
Conclusiones.
Introducción.
A pesar del gran número de trabajos desarrollados en el territorio con el objetivo de
estudiar la génesis, distribución y reservas de los yacimientos ferroniquelíferos así
como de los estudios regionales realizados sobre el complejo ofiolítico, ha sido
insuficiente hasta la fecha el estudio tectónico detallado, el que se dificulta debido a la
alta complejidad tectónica regional causada por la superposición de eventos tectónicos
originados en condiciones geológicas contrastantes.
Con el objetivo de suplir esta deficiencia y dar respuesta a las necesidades de
esclarecimiento del diseño tectónico del territorio para valorar las zonas de estructuras
activas, el comportamiento y tendencia de la geodinámica actual así como las áreas de
riesgos ante procesos sísmicos y tectónicos para garantizar la mejor proyección de las
inversiones y medidas de protección, es que se realizó la presente investigación.
La línea metodológica asumida para la consecución del objetivo señalado se sustenta
en el principio geólogo - geomorfológico que plantea “ La estructura geológica es un
factor dominante de control en la evolución de las formas de relieve y se refleja en
ellas.” [101], a partir de lo cual se procedió a la determinación de las estructuras
tectónicas disyuntivas estudiando los alineamientos de las formas y medidas del relieve
en los mapas topográficos y morfométricos y en las fotografías aéreas, después de lo
cual se procedió a las comprobaciones a través del trabajo de campo que además de
dar criterios directos que corroboraban o no la estructura, permitieron la medición de
los elementos de yacencia de los sistemas de grietas que conforman la base del
análisis microtectónico. Paralelamente a ello se interpretaron los mapas aerogeofísicos,
en especial los mapas aeromagnéticos [66], así como la información geodésica
41
�A. Rodríguez Infante
obtenida a través de las mediciones cíclicas realizadas por GEOCUBA en la línea
geodinámica Moa [87].
Rasgos Geotectónicos Evolutivos de la Región.
Antes de proceder al análisis tectónico detallado del territorio se hace imprescindible
tener una idea de los principales rasgos geotectónicos regionales que condicionaron el
surgimiento de las estructuras y su evolución en el tiempo. Para esta caracterización se
tuvieron en cuenta los trabajos realizados por diferentes especialistas como M. Campos
[18], Iturralde-Vinent [58], Lewis y Drapper [64], Morris [77] y otros, que a partir del
enfoque movilista del desarrollo geológico, explican la secuencia de procesos
geotectónicos del Cretácico hasta el reciente en el contexto regional y muy en particular
en los principales eventos que afectaron al bloque oriental cubano.
El desarrollo mesozoico de Cuba se produjo según el modelo geotectónico que
caracteriza a los sistemas de arcos insulares y cuencas marginales que se desarrollan
en las periferias de los márgenes continentales como consecuencia de la convergencia.
A este periodo se asocian las rocas más antiguas de Cuba Oriental representadas por
las formaciones metamórficas, volcánicas y sedimentarias, que se muestran en
ocasiones altamente deformadas, llegando en algunos casos a formar parte de
melanges y que presentan en general una yacencia isoclinal, [18].
A fines del Campaniano Superior - Maestrichtiano ocurre la extinción del arco volcánico
cretácico cubano, iniciándose la compresión de sur a norte que origina, a través de un
proceso de acreción, el emplazamiento del complejo ofiolítico según un sistema de
escamas de sobrecorrimiento con mantos tectónicos altamente dislocados de espesor
y composición variable.
Los movimientos de compresión hacia el norte culminaron con la probable colisión y
obducción de las paleounidades tectónicas del Bloque Oriental Cubano sobre el borde
pasivo de la Plataforma de Bahamas. Algunos autores plantean que este proceso
ocurrió en el Eoceno Medio [77, 86, 64], mientras que investigaciones más recientes,
Iturralde, 1996 y Proenza, 1998 consideran que el mismo sólo alcanzó hasta el
Paleoceno Inferior. Esquemáticamente esto queda reflejado en la figura No.3.
Este proceso de colisión no ocurre en el Bloque Oriental con iguales características que
en el resto de Cuba debido al surgimiento a inicios del Paleógeno de la depresión
tectónica Cauto - Nipe que demoró e hizo menos violenta la colisión.
42
�A. Rodríguez Infante
Figura No. 3:
Evolución geológica en la zona
límite de placas. A: Eoceno Medio (?), B: Mioceno
Medio, C: Reciente, 1:
Zona
de
sutura, 2:
Corteza oceánica, 3: Arco paleogénico, PB:
Plataforma
de
Bahamas, CY: Cuenca de
Yucatán, FO:
Elevaciones de
Falla Oriente, EC:
Caimán, TC: Trinchera de
Caimán.
43
�A. Rodríguez Infante
A partir del Eoceno Medio y hasta el Mioceno Medio las fuerzas de compresión
tangencial se reducen quedando sólo expresadas a través de fallas de deslizamiento
por el rumbo, plegamientos y empujes locales, tomando importancia para la región los
movimientos verticales que caracterizan y condicionan la morfotectónica regional,
iniciándose a partir del Mioceno Medio el proceso de ascenso del actual territorio de la
isla de Cuba.
Si bien es cierto que los movimientos verticales responsables de la formación del
sistema de Horts y Grabens van a caracterizar los movimientos tectónicos recientes,
hay que tener en cuenta la influencia que tienen sobre Cuba Oriental los
desplazamientos horizontales que ocurren a través de la falla Oriente (Bartlett-Caimán)
desde el Eoceno Medio-Superior [Draper y Barros, 1994], que limita la Placa
Norteamericana con la Placa del Caribe, generándose un campo de esfuerzos de
empuje con componentes fundamentales en las direcciones norte y noreste [7], que a
su vez provocan desplazamientos horizontales de reajuste en todo el Bloque Oriental
Cubano.
Principales Sistemas de Fallas del Territorio.
En los estudios tectónicos precedentes del territorio se han reconocido tres sistemas de
fallas que cortan a las rocas del complejo ofiolítico sin embargo, como resultado del
desarrollo de las presentes investigaciones fueron cartografiados cuatro sistemas de
estructuras disyuntivas que corresponden a cada uno de los periodos de la evolución
geotectónica.
La descripción de cada uno de estos sistemas y las principales estructuras que los
conforman se realiza a continuación según un orden cronológico desde el sistema más
antiguo, asociado genéticamente al proceso de emplazamiento del complejo ofiolítico
hasta el más joven, originado bajo las condiciones geodinámicas contemporáneas.
El sistema mas antiguo para la región tiene su origen asociado al cese de la
subducción e inicio del proceso compresivo de sur a norte del arco volcánico cretácico
y que culminó con la presumible colisión entre el arco insular y la margen pasiva de la
Plataforma de Bahamas. Bajo estas condiciones compresivas ocurre el emplazamiento
del complejo ofiolítico a través de un proceso de acreción, por lo cual las fallas de este
sistema se encuentran espacial y genéticamente relacionadas con los límites internos
de los complejos máficos y ultramáficos y de estos con las secuencias más antiguas.
44
�A. Rodríguez Infante
Respecto al momento en que ocurre este proceso existen divergencias. Proenza J.[90],
considera que éste se desarrolla en el periodo Campaniense Superior-Paleoceno
Inferior.
Las fallas de este sistema aparecen frecuentemente cortadas y dislocadas por
sistemas más jóvenes y no constituyen límites principales de los bloques tectónicos
activos en que se divide el territorio actual.
Un ejemplo de estas estructuras es la falla ubicada al sur de Quesigua, al este del río
de igual nombre, que pone en contacto las serpentinitas ubicadas al norte con los
gabros que afloran al sur, así como las fallas que en El Lirial Abajo, Peña y Ramírez y
Caimanes Abajo ponen en contacto a las serpentinitas con las rocas de las
formaciones La Picota, Mícara y Quibiján respectivamente.
Muchas de las estructuras de este sistema se encuentran enmascaradas por las
dislocaciones más jóvenes así como por las potentes cortezas de meteorización
desarrolladas sobre el complejo ofiolítico. Estas fallas en su mayoría se encuentran
pasivas lo que se demuestra por su pobre reflejo en el relieve, pudiendo notarse su
presencia fundamentalmente por el contacto alineado y brusco entre litologías
diferentes. Excepción de lo anterior lo constituye la falla ubicada al sur de Quesigua
que aún se refleja a través de un escarpe pronunciado arqueado, con su parte cóncava
hacia el norte que sigue la línea de falla, lo que consideramos está asociado a la
actividad geodinámica actual del sector, que es considerado uno de los más activos
dentro del territorio.
El segundo sistema cronológico está constituido por las dislocaciones más abundantes
y de mayor extensión de la región, que indistintamente afectan todas las litologías
presentes y son a su vez los límites principales de los bloques morfotectónicos,
haciéndose sumamente importante la caracterización del mismo desde el punto de
vista geodinámico contemporáneo. Este sistema está constituido por fallas de dos
direcciones: noreste y norte-noroeste que se desplazan mutuamente y se cortan entre
los sesenta y ochenta grados.
Las estructuras de este sistema se considera han sido originadas como resultado de
los procesos de colisión y obducción del arco volcánico cretácico sobre el margen
pasivo de Bahamas, existiendo una transición de las condiciones compresivas iniciales,
típicas de la colisión, en expansivas durante el reajuste o relajamiento dinámico de las
45
�A. Rodríguez Infante
paleounidades tectónicas que obducen sobre Bahamas, por lo que el comportamiento
final de estas estructuras es de carácter normal.
Teniendo en cuenta el proceso que les dio origen, su edad es considerada en su fase
final como Eoceno Medio con dudas (?),según lo ya analizado al inicio del capítulo
referente a las divergencias existentes sobre la edad probable de culminación del
proceso.
Las principales estructuras representativas de este sistema serán caracterizadas a
continuación, gráficamente representadas en el anexo gráfico No.4 y los criterios para
su identificación resumidos en la tabla II.
Falla Los Indios: Se extiende desde la parte centro meridional del área al oeste de
Cayo Chiquito, atravesando hacia el norte la Bahía de Cananova y reflejándose dentro
de la zona nerítica marina a través del desplazamiento de la barrera arrecifal y los
depósitos litorales. En varios puntos esta estructura aparece cortada y desplazada por
fallas de dirección norte-noreste. Su trazado es en forma de una línea curva cóncava
hacia el oeste-sudoeste con un rumbo que oscila entre los 10º y 30º oeste en los
diferentes tramos que la conforman.
Los criterios que permitieron identificar esta estructura son:
•
Alineación de cursos fluviales y tramos rectos de ríos y líneas de costa.
•
Contactos bruscos entre dos litologías diferentes, como por ejemplo entre los
gabros y la Formación Sabaneta y entre esta y las serpentinitas.
•
Desplazamiento de la línea de costa, barrera arrecifal y zonas pantanosas de hasta
0.7 km.
•
Cambio brusco de valores morfométricos a ambos lados de la alineación.
•
Desplazamiento de formas de relieve como ocurre en la zona de premontañas bajas
ligeramente diseccionadas, que en el sector occidental de la falla tiene una
extensión de hasta 2.5 km y de solo 1 km en el oriental, indicando un mayor
levantamiento y por ende una mayor erosión.
En los mapas de anomalías magnetométricas locales de Liuby [67], esta estructura
aparece reflejada a través de la alineación de un gradiente entre anomalías máximas
positivas que llegan hasta 160 nT y negativas de hasta -40 nT. Este comportamiento
magnetométrico es claramente reflejado por los métodos morfométricos. Según los
46
�A. Rodríguez Infante
métodos y criterios geomorfológicos utilizados a través de esta estructura ocurren
desplazamientos horizontales del sector de la corteza terrestre en dirección sursudeste para el bloque occidental y norte-noroeste para el oriental, como se puede ver
en el anexo gráfico No.4. En el gráfico lineal del desplazamiento vertical de la línea
geodinámica Moa, esta falla atraviesa la zona comprendida entre los puntos 69625 y
6147 que constituyen los dos puntos geodésicos iniciales, no aportando información
válida al asumirse para el punto inicial el valor cero del desplazamiento vertical.
Falla Cayo Guam: Con una dirección N15ºW, se extiende desde la parte alta del río de
igual nombre, siguiéndose con nitidez hasta Punta Yagrumaje. Al igual que la falla Los
Indios, esta estructura aparece cortada y desplazada en varios tramos por fallas de
dirección noreste y sublatitudinales.
En el gráfico lineal de los desplazamientos verticales que se muestra en la figura No.4
esta estructura se refleja por un salto de 8 mm en un periodo de 0.9 años (1993-1994)
y de 10 mm en el intervalo de 4.59 años (1990-1994).
Los criterios que permitieron su identificación fueron:
•
Alineación fluvial con ríos de cauces profundos y formación de barrancos, los que
en ocasiones aparecen cortados y desplazados por otras estructuras.
•
Desplazamientos de líneas de costas y zonas geomorfológicas en el rango de 1.5 a
2.5 km.
•
Valores morfométricos bruscos y diferentes a ambos lados de la fractura, estando
en el bloque occidental los máximos valores de isobasitas desplazados hacia el
norte respecto al oriental como puede verse en la figura No.5.
•
Límite brusco y alineado de zonas pantanosas.
•
Intenso cizallamiento en la zona de fractura.
•
Variaciones bruscas del agrietamiento entre ambos bloques de falla, como puede
observarse entre los puntos situados en la coordenada Y : 217 000.
•
Variaciones hipsométricas entre ambos bloques de fractura.
•
Límites alineados de depósitos del Cuaternario.
•
Anomalías gravimétricas negativas máximas en el gráfico lineal de Bouguer.
La componente horizontal de los movimientos de falla en el periodo neotectónico es
indicado por los criterios geomorfológicos en sentido norte-noroeste para el bloque
occidental y sur-sudeste para el oriental, como se observa en el anexo gráfico No.4.
47
�A. Rodríguez Infante
En el mapa del campo magnético esta estructura se marca por el cambio brusco del
comportamiento entre ambos bloques, al este de la falla los valores de intensidad del
campo alcanzan hasta 600 nT y al oeste son menores a -200 nT.
En la parte septentrional, cerca del litoral esta estructura es cortada por dos fallas
paralelas entre si de orientación noreste que limitan un campo negativo menor a -400
nT, que a su vez constituyen los límites norte y sur de la zona Las Camariocas, lo que
se muestra con nitidez en la fotografía No.1. La más meridional de estas estructuras
coincide espacial y direccionalmente con un gradiente máximo, constituyendo los
límites de una zona de valores negativos desplazada hacia el este, lo que da una idea
de la alta complejidad tectónica del sector.
Falla Moa. Dentro del territorio es la estructura de mayor extensión y su trazo
corresponde con una línea cóncava hacia el este con el arco mayor en la zona de
Calentura, haciéndose mas recta hacia el norte con una dirección de N48ºE, mientras
que en su parte meridional tiene un rumbo N25ºW.
En la parte norte esta estructura se bifurca en dos tramos, uno de rumbo N35ºE
denominado La Vigía y el otro de rumbo N74ºE nombrado La Veguita, el que atraviesa
la zona marina perilitoral, hasta cortar la barrera arrecifal a la cual limita y afecta, pues
en el bloque oriental de la falla la barrera como tal desaparece, quedando reflejada sólo
como un banco de arenas, lo que constituye un indicador del sentido de los
desplazamientos.
En su conjunto forma la estructura más compleja, pero a su vez, de más fácil
reconocimiento por su expresión nítida en la topografía. Los principales criterios que la
identifican son:
•
Alineación de sistemas fluviales con cauces profundos en forma de barranco y
laderas muy escarpadas de pendientes mayores a treinta grados.
•
Valores hipsométricos y morfométricos contrastantes entre cada uno de los bloques
de falla. En la figura No.6 ( A, B, C y D ) se muestran las variaciones morfométricas
en los alrededores de Calentura, entre las coordenadas Y: 219 000 y 214 000,
destacándose las diferencias notables entre los valores de isobasitas de segundo y
tercer orden, la tipología y densidad del drenaje y los valores de disección vertical
entre ambos bloques de falla e incluso, las diferencias dentro del mismo bloque
48
�A. Rodríguez Infante
occidental entre su parte norte y sur. En la fotografía No.2 se reflejan con claridad
estos criterios.
•
Desplazamiento de la línea costera a 1 km aproximadamente.
•
Desplazamiento de formas del relieve.
•
Orientación diferenciada del agrietamiento en los bloques formados por el sistema
de fallas.
•
Intenso cizallamiento según los planos de fracturas con sectores mineralizados por
ejemplo en La Vigía.
Además de estos criterios descritos, debido a que la presa Nuevo Mundo está
construida sobre la línea de falla, se realizaron mediciones geodésicas verticales y
horizontales que indicaron desplazamientos en ambas direcciones. En cuanto a los
movimientos verticales, se hizo evidente que los dos bloques de falla se levantan, con
mayor intensidad para el bloque oriental; mientras que los desplazamientos
horizontales presentan sentido contrario entre los bloques, creando un punto de
tensiones en el nudo tectónico que forman las fallas Moa, Maquey y Caimanes,
coincidiendo con la zona donde se encuentra la cortina de la presa
En el mapa del campo magnético esta estructura se refleja por varios criterios
diferentes, existiendo variaciones en la forma de manifestarse, predominando los
cambios en la alineación de los límites del campo positivo y negativo, haciéndose mas
complejo hacia el norte, siendo el tramo La Veguita el que mejor enmarcado se
encuentra.
En el tramo Yarey - Calentura la línea de fractura se enmarca con el cambio en la
orientación y magnitud de las isolíneas positivas y negativas en el mapa de anomalías
magnetométricas.
Según el análisis geomorfológico y topográfico el movimiento horizontal de los bloques
de falla es muy complejo para esta estructura, indicando hacia la parte septentrional un
desplazamiento noreste para ambos bloques de falla, mientras que en la parte
meridional el bloque occidental se desplaza hacia el sudeste, lo cual será analizado
durante la caracterización de los bloques morfotectónicos.
Falla Miraflores: Se extiende en forma de arco cóncavo hacia el este-noreste con un
trazo casi paralelo a la falla Moa, con un rumbo N25ºW desde el límite sur del área
hasta Cayo Chiquito y desde aquí hasta Punta Majá con una orientación N35ºE. Su
límite meridional al parecer lo constituye la falla Moa al sur del área de trabajo.
49
�A. Rodríguez Infante
Los criterios que permiten identificar la estructura son:
•
Contacto brusco de litologías a ambos lados de la fractura como por ejemplo entre
las serpentinitas y las rocas de la formación Quibiján y los gabros y entre las
formaciones Quibiján y Mícara.
•
Formación de escarpe de falla con pendientes por encima de los treinta grados y
facetas triangulares, lo que puede ser observado en la fotografía No.3.
•
Contacto brusco y alineado de formas del relieve.
•
Desplazamiento de la línea de costa y zonas pantanosas de más de 0,5 km.
•
Cambio brusco en la magnitud del desplazamiento vertical de los puntos geodésicos
a ambos lados de la fractura, como se observa en la figura No.4.
•
Cambio de valores morfométricos entre los bloques de falla.
Esta falla hacia su porción septentrional aparece desplazada hacia el oeste por fallas
de dirección noroeste, y en su parte central es cortada por la falla de deslizamiento por
el rumbo Cananova que será descrita posteriormente.
En el gráfico lineal de las anomalías gravimétricas se observa un gradiente elevado
donde los valores máximos corresponden al Cerro de Miraflores y los mínimos al área
de Centeno, 100 mGal y 84 mGal respectivamente.
Falla Cabaña. Se extiende desde el extremo centro occidental del área, al noroeste del
poblado de Peña y Ramírez hasta el norte de la ciudad de Moa, cortando la barrera
arrecifal y limitando el extremo oriental de Cayo Moa Grande.
En su parte meridional presenta una orientación N70ºE hasta la zona de Zambumbia
donde es truncada por un sistema de fallas submeridionales, aflorando nuevamente
con nitidez al nordeste del poblado de Conrado donde inicia su control estructural sobre
el río Cabaña. En las cercanías de Centeno esta estructura es cortada y desplazada
por la falla Cananova tomando una orientación N56ºE la que mantiene hasta penetrar
en el océano Atlántico.
Si bien es cierto que en algunos sectores el trazo de la falla topográficamente se
pierde, debido fundamentalmente por la actividad antropogénica como ocurre en el
tramo Los Pinos - Moa; esta falla es de fácil identificación a través de los siguientes
criterios.
•
Alineación fluvial.
50
�A. Rodríguez Infante
•
Alineación y desplazamiento de hasta tres kilómetros de la línea de costa en Punta
Yaguasey, como se muestra en la fotografía No.4.
•
Formación de escarpe de falla hacia su porción meridional.
•
Cambio brusco de valores morfométricos a ambos lados de la falla.
•
Cizallamiento intenso a lo largo del plano de fractura con presencia de abundante
mineralización.
•
Cambio en la magnitud del desplazamiento vertical entre puntos geodésicos
situados a ambos lados del plano de fractura, como se puede observar en la figura
No.4.
•
Límite recto de zona pantanosa.
En el mapa del campo magnético esta estructura presenta un pobre reflejo,
observándose solamente desplazamientos entre áreas de valores positivos y negativos
de la intensidad del campo.
Falla Quesigua: Se expresa a través de un arco con su parte cóncava hacia el este
nordeste, manteniendo en su parte septentrional, donde su trazo es mas recto un
rumbo N10ºE y en la meridional, N40ºW. Se extiende desde la barrera arrecifal hasta
interceptar el río Jiguaní al sudeste del área de trabajo.
Los criterios para su identificación se relacionan a continuación y se observan con
detalle en el anexo gráfico No.4 y en la figura No.5.
•
Alineación del río, con cauce profundo y laderas escarpadas en la margen
occidental.
•
Alineación y desplazamiento de la línea de costa y zonas geomorfológicas de hasta
dos kilómetros.
•
Valores hipsométricos y morfométricos diferentes a ambos lados del plano de falla.
•
Desplazamientos de zonas pantanosas parálicas.
•
Intenso cizallamiento en la zona de falla.
•
Variación de dirección del agrietamiento entre los bloques resultantes de la falla,
como se puede observar en dos puntos situados al sudeste de Quemado del Negro,
uno ubicado en el bloque occidental con coordenadas Lambert X: 709 250 y Y: 218
200, que muestra un rumbo de agrietamiento N74ºE y el punto de coordenadas
X:710 750 y Y:217 400, con rumbo N29ºW, separados entre si 1,7 km y
equidistantes al plano de falla.
51
�A. Rodríguez Infante
•
Desplazamiento del contacto entre los gabros y las serpentinitas.
En el análisis geodésico no se observan desplazamientos verticales pronunciados entre
los puntos situados a ambos lados de la falla y sólo se marcan con desniveles de 2 mm
en el ciclo de mediciones 1990-1993. Sin embargo, los desplazamientos horizontales
evidenciados por los parámetros geomorfológicos están en el rango de 0,75 - 1,0 km.
En el análisis de las variaciones del campo magnético esta falla presenta un pobre
reflejo en su parte norte, sin embargo hacia el sur se observan orientaciones en los
contactos entre las zonas positivas y negativas y como criterio mas importante, el
desplazamiento de una línea de gradiente de dirección noreste que en el bloque este
de la falla se desplaza hacia el norte tal y como está considerado que ocurre en la
estructura según los otros criterios interpretados.
Falla Maquey: Limita y contornea las estribaciones septentrionales de la Sierra del
Maquey. Aflora desde la zona de Hato Viejo hacia el sur de La Colorada, asumiendo un
rumbo N65ºE por más de siete kilómetros hasta Calentura abajo donde se cruza con
las fallas Moa y Caimanes .En su parte más occidental mantiene una orientación N78ºE
siendo cortada y desplazada por estructuras de orientación noroeste.
Su cartografiado fue posible por la suma de criterios de morfometría y fotointerpretación
como alineaciones fluviales, desplazamientos de divisorias y otras formas del relieve.
En el mapa del campo magnético local se definen sus rasgos por la discontinuidad de
las líneas de anomalías positivas a ambos lados de la misma, con desplazamientos en
la alineación de los cierres positivos. En el estudio fotogeológico se pudo determinar el
desplazamiento de la falla Miraflores hacia el este con una magnitud de 1.5 km. en el
punto donde se intercepta con esta estructura.
Después de haber descrito los criterios que permitieron la identificación e interpretación
de las estructuras de este sistema, se hace evidente que muchos de ellos son
utilizados para la interpretación de fallas tanto activas como pasivas, mientras que otros
por su parte, son sólo formas de manifestación de estructuras que se han mantenido
activas o se han reactivado en periodos recientes, siendo por lo tanto evidente que los
movimientos geodinámicos actuales se manifiestan a través de ellas. Este fenómeno
estudiado en detalle para estas siete fallas que son consideradas fundamentales por su
52
�A. Rodríguez Infante
extensión y el papel que juegan en la morfotectónica del territorio, se manifiesta en
mayor o en menor grado en todas las estructuras del sistema, sin dejar de tener en
cuenta que algunas, pueden haber quedado encubiertas por estructuras más jóvenes o
por las potentes cortezas de intemperismo desarrolladas sobre el complejo ofiolítico.
El tercer sistema de estructuras está constituido por dos fallas de deslizamiento por el
rumbo - Strike-Slip - determinadas durante las recientes investigaciones y que no
habían sido reportadas con anterioridad, las cuales se denominaron Cananova y El
Medio. Por la posición que ocupan, orientación y componentes fundamentales de los
desplazamientos, no presentan similitud con las fallas antes descritas. El origen de
estas estructuras se consideró está asociado al momento en que se inician los
movimientos hacia el este de la Placa del Caribe a través de la falla Oriente,
desarrollándose un campo de esfuerzo de dirección norte-noreste, con la compresión
del Bloque Oriental Cubano, en la zona de sutura de éste con la Plataforma de
Bahamas, lo que provocó la ruptura y el reacomodamiento de la corteza desde el
Eoceno Medio-Superior.
Falla Cananova: Fue cartografiada a escala 1: 25 000 desde la Bahía de Yaguaneque
hasta el poblado de Jucaral, presentando un rumbo predominante N53ºW como se
puede ver en el anexo gráfico No.4. Es cortada en diferentes puntos por estructuras
submeridionales, caracterizándose toda la zona de falla por el grado de cizallamiento
de las rocas que corta.
Los criterios que permitieron su identificación son:
•
Desplazamiento de formas del relieve, como ocurre con las montañas bajas
diseccionadas y las llanuras fluviales abrasivas que son desplazadas hacia el oeste
en la zona norte de Miraflores a Centeno lo que se observa en la figura No.7.
•
Desplazamiento de la barrera arrecifal en la Bahía de Yaguaneque.
•
Presencia de espejos de fricción.
•
Desplazamiento de zonas pantanosas y línea de costa, como puede observarse en
la fotografía No.5.
•
Desplazamiento de estructuras geológicas como grietas, diques y contactos
litológicos.
53
�A. Rodríguez Infante
•
Cambio de orientación de algunos elementos morfológicos y morfométricos como
son las divisorias de aguas principales, cierres de isobasitas y superficies
escarpadas.
•
Contacto brusco y alineado entre los gabros y las serpentinitas.
•
Variaciones de la orientación del agrietamiento, lo que se muestra en los diagramas
de roseta, figura No.8 desde la A hasta la F
Según el análisis de los métodos aplicados se pudo determinar que a través de la falla
Cananova ocurre un desplazamiento horizontal máximo de 1500 m hacia el noroeste
del bloque norte respecto al sur y un movimiento rotacional izquierdo - antihorario calculado en un valor medio de cuarenta grados de ese bloque norte.
Hacia el sudeste los criterios de falla en superficie se pierden bruscamente al penetrar
esta la meseta serpentinítica de potentes espesores de corteza que constituye el
yacimiento Moa, sin embargo, tal y como se observa en la figura No.7 se proporciona
un criterio antropogénico relacionado con la minería, ya que por la zona por donde
cruza la falla no existe explotación minera, lo que puede estar dado por la posible
existencia de mineralización secundaria asociada a la estructura o alteración en los
espesores y contenidos del mineral.
El mapa de campo magnético local para la zona se hace sumamente irregular lo que
puede estar originado por la alta complejidad geólogo tectónica del sector debido a la
cantidad de estructuras de variada orientación y las litologías presentes, donde se
mezclan de forma caótica rocas básicas y ultrabásicas del complejo ofiolítico con rocas
vulcanógenas y sedimentarias. Sin embargo, hacia la parte sudeste la falla queda bien
enmarcada, al predominar en el bloque septentrional de la misma los valores negativos
del campo y para el meridional los positivos, siendo el contacto entre ambas zonas de
intensidades diferentes, alineado en igual dirección que la estructura.
Falla El Medio: Fue mapeada desde Punta Mangle hasta su intersección con el río
Quesigua con un rumbo aproximado de N40ºE como se muestra en el anexo gráfico
No.4 y en la figura No.5 . Al igual que la Falla Cananova, origina un alto cizallamiento
de las rocas a través de todo su trazo.
Los criterios para su identificación fueron:
•
Presencia de espejos y estrías de fricción muy dislocados, haciéndose imposible
medir sus elementos de yacencia.
54
�A. Rodríguez Infante
•
Alineación de cursos fluviales, como por ejemplo el arroyo El Medio con afluentes
del arroyo Semillero y del río Quesigua.
•
Angularidad de la red de drenaje.
•
Variaciones bruscas de los valores morfométricos entre ambos bloques de falla, por
ejemplo los valores de isobasitas en el bloque septentrional son nulos y en el
meridional alcanzan los 250 m y 100 m para el segundo y tercer orden
respectivamente.
•
Desviación de la orientación de elementos morfológicos como son las divisorias de
aguas principales y líneas del drenaje, siendo un ejemplo el arroyo El Medio que
corre con una dirección noreste lo cual sólo se justifica por el control estructural que
la falla realiza sobre su cauce.
•
Desplazamiento de formas del relieve como ocurre entre las zonas de montañas y
premontañas bajas al sur de Palmarito.
En el estudio microtectónico pudo determinarse que en el bloque sur se desarrollan
cuatro sistemas de diaclasas, dos de orientación noreste y dos noroeste con un
buzamiento promedio de 82º, mientras que en el bloque norte los cuatro sistemas
fundamentales son noroeste con buzamiento promedio de 67º lo cual constituye un
criterio para considerar la posible existencia de un movimiento rotacional antihorario del
bloque Cupey norte respecto al sur.
En el esquema fotogeológico mostrado en el anexo gráfico No.3 puede observarse
como esta estructura desplaza lateralmente los cuerpos de gabro y en ocasiones limita
la extensión de los mismos, fenómeno que también se manifiesta en los depósitos
parálicos.
En el mapa de anomalías magnéticas la estructura aparece orientada en una zona de
predominio de valores positivos del campo, con pequeñas áreas de valores negativos
paralelas al plano de fractura. Hacia el extremo sudoeste de la falla, donde no existen
criterios de superficie para continuar su trazado, se observa la alineación de un
gradiente que podría indicar una prolongación de la estructura. En general podemos
decir que la información magnetométrica para esta estructura es poco representativa.
El cuarto sistema de fracturas que aparece desarrollado en el territorio corresponde a
estructuras sublongitudinales que aparecen en toda el área, pero tienen su máxima
55
�A. Rodríguez Infante
expresión en las zonas periféricas de los sectores de máximo levantamiento, como por
ejemplo las fallas a través de las cuales corren algunos tributarios como el arroyo La
Veguita del río Moa, el arroyo La Vaca, arroyo Colorado al oeste del Cerro Miraflores y
la de mayor envergadura que se encuentra al sur de Caimanes.
En las estructuras de este sistema no siempre se encuentran desplazamientos
geológicos y geomorfológicos apreciables y su expresión está dada fundamentalmente
por la formación de barrancos, alineaciones fluviales, líneas rectas y netas de
tonalidades más oscuras y en algunos casos, se han determinado rasgos evolutivos en
la comparación entre fotos de años diferentes.
Las características descritas anteriormente permiten suponer una génesis asociada a
procesos de descompresión o expansión de bloques, al disminuir las tensiones
horizontales que mantienen cohesionado los macizos rocosos debido a los
movimientos verticales diferenciales, lo que a su vez determina que estas estructuras
no aparezcan reflejadas en el mapa de anomalías magnéticas.
La edad de este sistema es considerada en su límite inferior posterior al Mioceno
Medio, momento en que se inicia el proceso de ascenso definitivo del territorio actual
de Cuba oriental como tendencia general y se extiende hasta el presente por
prevalecer las condiciones geodinámicas que le dan origen.
Existen en la zona otras estructuras de interés tectónico como es el ejemplo de las
fallas Cupey y Arroyón que fueron estudiadas durante las investigaciones, documentadas y cartografiadas, pero que al no constituir límites de bloques no han sido
descritas.
56
�A. Rodríguez Infante
Figura No. 5. Zona de falla Cayo Guam (A) – Quesigua (B) – El Medio
(C).
Bloques Morfotectónicos.
En el levantamiento geológico de Guantánamo [48] se hace una subdivisión tectónica
del extremo de Cuba oriental en dos regiones: la occidental, que comprende la cuenca
de Sagua de Tánamo, Bloque de la Sierra del Maquey y la periferia de la Cuenca
Guantánamo y la oriental, comprendida por los bloques Miraflores - El Toldo, Cuchillas
de Moa-Baracoa y la franja costera Cañete-Baracoa separados entre sí por la
estructura divisoria Zona de Fallas Miraflores-Riíto.
El bloque Miraflores - El Toldo es el más grande del territorio y a él pertenece la mayor
parte del área de estas investigaciones, siendo caracterizado en dicho trabajo como
una estructura tectónica de elevaciones fuertes con terrazas marinas al sur de Moa y
con una peniplanización en los alrededores del pico El Toldo, al cual le corresponde
una anomalía gravimétrica de máximo local dentro de la tendencia general.
57
�A. Rodríguez Infante
De igual forma, en los estudios realizados por Orbera [85] queda bien definido el
carácter de los movimientos de ascenso para la zona que llegan a alcanzar 400 m en el
periodo Plioceno - Pleistoceno y hasta 1000 m durante la etapa neotectónica en
general.
El análisis detallado de las estructuras que afectan la región y los parámetros geólogogeomorfológicos que la caracterizan, permite asegurar que si bien esta tendencia
general es cierta, la geodinámica actual en lo que ellos denominan como bloque El
Toldo es mucho más compleja, existiendo junto a sectores que se levantan, otros con
movimiento de descenso relativo apreciable, así como desplazamientos horizontales
que en ocasiones llegan a provocar rotaciones de bloques sometidos a esfuerzos
tangenciales.
En este trabajo, partiendo de la suma de criterios e índices obtenidos a través de la
aplicación de los diferentes métodos de investigación y del conocimiento de las
principales características de las fallas activas del territorio fue posible establecer el
conjunto de bloques y sub-bloques morfotectónicos que conforman el territorio y el
sentido de los desplazamientos entre ellos, que se describen a continuación, aparecen
cartografiados en el anexo gráfico No.5 y las características generales de cada bloque
resumidas en la tabla III.
Bloque Cananova. Constituye el extremo noroccidental del área de los trabajos,
quedando sólo su parte oriental dentro de la misma.
Geomorfológicamente este bloque se caracteriza por presentar llanuras fluviales
acumulativas, erosivo-acumulativas, y palustres, y al este del poblado de Cananova y al
sur, en la zona de Cañamazo, Serrano y El 51 el relieve que se desarrolla es de
submontañas ligeramente diseccionadas, con cotas máximas en el orden de los 150 m.
Para este bloque los cierres máximos de isobasitas alcanzan valores de 50 m y 40 m
para el segundo y tercer orden respectivamente mientras que los valores de disección
vertical oscilan entre 10-70 m/km2 en las zonas de premontañas.
Geológicamente este bloque está conformado en superficie por rocas pertenecientes a
la cuenca marginal del paleoarco volcánico del Cretácico, formación Mícara; del
neoarco volcánico de Paleógeno, formación Sabaneta; así como por la formación
Júcaro perteneciente a la secuencia terrígena carbonatada de la etapa platafórmica.
En la parte baja del río Cananova y alrededor de su desembocadura afloran los
sedimentos fluviales y parálicos del Cuaternario.
58
�A. Rodríguez Infante
El drenaje para la zona es de densidad media a baja existiendo un marcado control
estructural en la configuración fluvial, apareciendo en algunos sectores la red
rectangular típica para zonas afectadas por dos dirección fundamentales de
agrietamiento, en este caso una dirección aproximada de N40ºE y otra de N45ºW.
Hacia la parte central y meridional del bloque aparece un sistema sublatitudinal que
parece estar condicionado por las tensiones que originaron el surgimiento de la falla
Cabaña que separa este bloque del ubicado al sur.
El control tectónico del relieve y el drenaje se hace más intenso hacia el norte pudiendo
notarse con nitidez los desplazamientos de zonas pantanosas, línea de costa e incluso
de la barrera arrecifal que bordea toda el área. La magnitud del rechazo horizontal que
se observa en estos elementos del relieve oscila entre 0.5-1.5 km.
El límite oriental del bloque que lo contacta con el bloque Miraflores lo conforma la falla
Los Indios de orientación predominante N28ºW y que aparece cortada en varios puntos
por estructuras de dirección noreste.
En la misma desembocadura del río Cananova la falla Los Indios se cruza con la falla
Cananova así como con otros sistemas de dirección noroeste y nordeste conformando
un nudo estructural que complica notablemente la morfología costera y de difícil
interpretación sobre todo por la falta de información batimétrica detallada.
Para este bloque no se tienen datos geodésicos partiendo del hecho que el único punto
ubicado en su área corresponde al punto inicial del gráfico lineal del desplazamiento en
el que se asumió el valor cero para la velocidad de los movimientos verticales.
Bloque Miraflores. Se encuentra ubicado en la parte noroccidental del área teniendo
como núcleo el Cerro de Miraflores y las laderas occidentales, norte y nororientales del
mismo.
Está conformado litológicamente en superficie por las rocas del basamento del arco
insular cretácico y de la antigua corteza oceánica - secuencia ofiolítica - con pequeños
sectores en su porción suroccidental de afloramiento de las rocas de las formaciones
Mícara y Sabaneta y al norte por la formación Júcaro y los sedimentos parálicos y
fluviales del Cuaternario.
Geomorfológicamente el bloque se caracteriza por presentar montañas bajas
diseccionadas en su mayor territorio, hacia el oeste y el norte presenta llanura fluviales
acumulativas así como llanuras palustres en la parte correspondiente al litoral.
59
�A. Rodríguez Infante
Este sistema de montañas desarrollado sobre las rocas del complejo ofiolítico se va a
caracterizar por líneas divisorias alargadas con orientación principal norte-noreste
condicionada por los procesos tectónicos que provocaron el emplazamiento de las
ofiolitas y diseccionadas a través de numerosas fallas que la cortan, siendo la más
significativa la falla Cananova que marca el límite entre dos sectores del bloque: norte y
sur, diferenciados entre si por el comportamiento morfométrico, microtectónico y la
orientación de algunos elementos geólogo-geomorfológicos que se analizan a
continuación.
Morfométricamente se van a observar dos cierres para las isobasas y las isolineas de
disección vertical, correspondiendo al sector septentrional valores de 150 m y 90 m
para el segundo y tercer orden, mientras que en el meridional alcanzan hasta los 300 m
y 100 m respectivamente, mientras que los valores de la disección vertical son de 230
m/km2 para el norte y 390 m/km2 para el sur, tal como se aprecia con claridad en la
figura No.7. Las pendientes para este bloque son muy variables en dependencia de la
litología y las estructuras tectónicas que lo afectan, encontrándose los mayores valores
hacia el sureste, asociados a la zona de falla Miraflores que lo limita con el bloque
Cabaña.
En el análisis microtectónico realizado alrededor de la falla Cananova se pudieron
determinar variaciones bruscas del rumbo del agrietamiento en puntos cercanos
situados a ambos lados de la línea de falla como ocurre entre los puntos A y B respecto
a los puntos D y E de la figura No.8, llegando a tener localmente desviaciones de 70º
entre los sistemas principales, sin embargo, cuando se realizó el diagrama resumen
para las grietas situadas en ambos bloques se pudo observar que el sistema mas
frecuente tiene una diferencia de solo 10º en el rumbo para el sub-bloque septentrional
respecto al meridional, mientras que las grietas que ocupan la segunda posición en
frecuencia de presentación se desvían 45º. Se observa también rotación en otros
elementos del paisaje como son las divisorias de aguas principales que en el sur tienen
una orientación noreste y en el norte es norte-noroeste con 40º aproximadamente de
desviación, ocurriendo además en ese sentido el desplazamiento del área de
afloramiento de los cuerpos de gabro, lo que se puede observar en el anexo gráfico No
3.
Todo lo anterior hace suponer que existieron movimientos rotacionales entre ambos
sub-bloques que provocaron el cambio de posición y dislocación de las estructuras y
que estos movimientos aún continúan.
60
�A. Rodríguez Infante
El análisis de los datos geodésicos para este bloque se hace sumamente complicado
debido a las diferentes estructuras que atraviesan la zona y la cercanía del punto
geodésico inicial para el cual se asumió un valor convencional de cero en el
movimiento vertical. No obstante a ello se hace significativo que en el gráfico lineal de
desplazamientos verticales para el periodo 1990-1993 se observe una tendencia al
levantamiento por encima de la media regional, lo cual esta en correspondencia con los
criterios geológicos y geomorfológicos, sin embargo en los gráficos correspondientes al
ciclo 1993-1994 esta tendencia cambia y se observan valores de descenso que
alcanzan hasta -24 mm. De igual forma, en el análisis del gráfico de las anomalías de
Bouguer realizado en las mediciones gravimétricas del año 1990 muestra para el
bloque una anomalía que alcanza hasta 102.00 mGal.
La suma de estos criterios indica que este bloque se caracteriza por sufrir movimientos
pulsantes, con tendencia general de desplazamiento norte-noreste con un mayor
levantamiento de su parte oriental, lo que justifica las pendientes más abruptas y las
mayores elevaciones hacia este sector; y más suaves hacia el sector occidental por
degradación y compensación, y que a su vez, se encuentra dividido en dos subbloques que mantienen esa tendencia general de los movimientos horizontales y
verticales pero que además, se mueven entre si con un movimiento rotacional izquierdo
- antihorario - del sub-bloque norte respecto al sur.
Bloque Cabaña. Situado al este del bloque Miraflores, con orientación noreste desde la
localidad de Zambumbia hasta Cayo Moa Grande, y en su porción meridional, en la
zona Cayo Grande-Caimanes Abajo, mantiene una dirección noroeste.
Geológicamente el basamento sobre la cual se sustenta la morfología de este bloque
esta conformado por las tobas de la formación Santo Domingo, las rocas del complejo
ofiolítico y sedimentos parálicos y fluviales en la zona aledaña al litoral.
El relieve es de llanuras erosivas y erosivo-acumulativas las que hacia el sur
transicionan a submontañas ligeramente diseccionadas con divisorias de configuración
arborescente. El drenaje es de densidad moderada a alta con predominio de redes
dendríticas exceptuando los cauces primarios del río Cabaña cerca de la zona de
intersección con el río Moa, donde aparecen redes enrejadas.
Los valores morfométricos que para este bloque se comportan con gran variabilidad
evidencian una intensidad mínima de levantamiento relativo respecto a los bloques
61
�A. Rodríguez Infante
laterales con una disección vertical máxima de 100 m/km2 en la parte centro septentrional, disminuyendo hasta 90 m/km2 hacia el norte y 40 m/km2 hacia el sur.
Para el bloque los valores máximos del nivel de base de erosión para el segundo y
tercer orden se alcanzan hacia el sur con 200m y 150m respectivamente, formándose
cierres de isobasas de carácter muy local al suroeste y noreste de Caimanes Arriba y
hacia el norte, en la zona de Playa la Vaca.
Al igual que el bloque Miraflores, este bloque se encuentra cortado por la falla
Cananova presentando valores morfométricos diferenciados entre el sub-bloque norte y
sur, desplazándose el sub-bloque norte según el plano de fractura en dirección
noroccidental.
El sub-bloque más meridional - Cayo Grande - que en estas investigaciones es
considerado perteneciente al bloque Cabaña, no está aún claramente definido, pues los
valores morfométricos que presenta difiere notablemente del de los bloques situados al
este, pero son intermedios entre los valores del bloque en el cual está incluido y el
bloque El Lirial ubicado al oeste del mismo, sin embargo, la decisión de incluirlo en el
bloque Cabaña y dentro de este como el sector mas levantado se debe a la presencia
de la frontera activa que constituye la falla Miraflores que lo limita occidentalmente y a
su constitución geológica dada por las rocas del complejo ofiolítico, no negando la
posibilidad de que el sub-bloque Cayo Grande con los sub-bloques Cabaña Norte y Sur
y el bloque El Lirial constituyan una sola unidad morfotectónica.
El sentido fundamental de los desplazamientos horizontales de este bloque es
suroccidental como se muestra en el anexo gráfico No.5, y en cuanto a los movimientos
verticales existen diversos criterios contradictorios ya que si bien es cierto que en la
superficie actual abundan los rasgos del relieve y valores morfométricos que lo señalan
como un bloque de mínimo ascenso o de descenso relativo en la actualidad, la
constitución geológica de su superficie, dada mayoritariamente por las rocas cretácicas
de la formación Santo Domingo y el complejo ofiolítico hacen suponer que esta
tendencia no ha sido permanente desde el Mioceno Medio cuando se inicia el
levantamiento general del territorio oriental y muy por el contrario, se comporta como
una ventana tectónica, donde las formaciones terciarias y cuaternarias han tenido muy
poco desarrollo o fueron erosionadas, lo que sólo se justifica por una tendencia
predominante al levantamiento.
Este carácter oscilante y de gran movilidad para el bloque se manifiesta en la
actualidad a través de los gráficos lineales de los desplazamientos verticales donde se
62
�A. Rodríguez Infante
observa que en el ciclo de mediciones 90-93 el bloque Cabaña en su parte occidental
se levanta mientras su porción oriental se hunde, invirtiéndose el sentido para el ciclo
93-94, sin embargo a la topografía mas elevada corresponde en este último ciclo
movimientos negativos.
Bloque Maquey. Ocupa la porción suroccidental del territorio teniendo como núcleo del
mismo las estribaciones septentrionales de la Sierra del Maquey, limitado al norte por el
bloque El Lirial a través de la falla Maquey y al este con el sub-bloque Calentura a
través de la falla Miraflores.
Litológicamente está conformado en superficie por las serpentinitas sobre las cuales se
desarrolla un relieve de montañas bajas diseccionadas de cimas alargadas dispuestas
paralelamente entre si y a los cursos fluviales que la atraviesan como La Angostura,
San Jiriguelo y Río Castro.
Morfométricamente se caracteriza por valores de isobasitas de 400 y 350 m para el 2do
y 3erorden y una disección vertical de 450 m/km2 con cotas máximas de 791m.
Para este bloque las dos direcciones principales de agrietamiento son N40ºW y N90º E,
estando cortado además por fracturas submeridionales.
En el mapa de anomalías magnéticas locales los límites de este bloque quedan bien
enmarcados por un alto gradiente entre valores máximos de 100-200 nT al sur y
negativos de -80 nT al norte.
La caracterización de este bloque dentro del territorio se encuentra limitada por la
ausencia de datos geodésicos y comprobaciones de campo; no obstante a ello y
teniendo en cuenta la geodinámica regional, se considera que su desplazamiento es en
sentido norte, debido a las tensiones originadas por el choque de la Placa del Caribe
con el límite sur del Bloque Oriental Cubano.
Bloque El Lirial. Espacialmente ocupa una posición intermedia entre el bloque
Cananova con el cual limita al norte a través de la falla Cabaña y el bloque Maquey al
sur. Tectónicamente, en cuanto a la magnitud del desplazamiento vertical ocupa
también una posición intermedia entre ambos bloques, quedando como un escalón de
transición entre un bloque de intenso levantamiento al sur y el sector de mínimos
levantamientos relativos al norte.
63
�A. Rodríguez Infante
En el área que ocupa el bloque las rocas que afloran son las pertenecientes al
complejo ofiolítico y las formaciones Mícara, La Picota y Sabaneta, sobre las cuales se
desarrolla un relieve de submontañas y premontañas ligeramente aplanadas.
Morfométricamente se caracteriza por valores de isobasas de 200m y 150 m para el 2do
y3er orden respectivamente, y una disección vertical que oscila entre los 60 y los 130
m/km2, con cotas máximas de 350 m.
La caracterización de este bloque, al igual que el bloque Maquey, se encuentra limitada
por la ausencia de datos geodésicos, estudios microtectónicos y observaciones de
campo, estando basada su descripción e interpretación a los criterios morfométricos y
fotogeológicos; por lo que persisten algunas dudas en cuanto a su extensión y
subdivisión al existir dos zonas que se diferencian en los parámetros estudiados dando
la posibilidad de tratarlos como dos bloques independientes tal como se hace en el
presente trabajo.
Bloque Moa. Se encuentra ubicado en la parte centrooccidental del área de trabajo, al
este de bloque Cabaña con el cual contacta a través de la falla de igual nombre y al
este con el bloque El Toldo según la falla Moa, extendiéndose de norte a sur en forma
de una franja cóncava hacia el este.
En este bloque afloran las rocas del complejo ofiolítico en el mayor porciento de su
superficie. Hacia el sur, en la zona de Calentura afloran las rocas cretáceas de las
formación Santo Domingo, mientras que hacia el norte existe una extensa área de
desarrollo de sedimentos fluviales y palustres del Cuaternario.
Geomorfológicamente para el bloque es predominante el relieve de montañas bajas de
cimas aplanadas ligeramente diseccionadas lo que junto a las condiciones litológica
permite, que en el sector exista un intenso desarrollo y conservación de las cortezas de
meteorización lateríticas, que a su vez condicionan las densidad del drenaje que sólo
aumenta en las laderas abruptas, coincidiendo con las alineaciones tectónicas. Los
cursos de agua permanentes van a presentar cauces en forma de barrancos profundos
y estrechos. Hacia el norte el relieve transiciona a premontañas bajas y aplanadas y de
ahí a llanuras fluviales y palustres las cuales se encuentran cubiertas por las
construcciones socioeconómicas de Moa.
Morfométricamente el bloque va a presentar características intermedias y contrastantes
con las elevaciones máximas del este y la llanura fluvial del río Cabaña lo que
64
�A. Rodríguez Infante
conjuntamente con los valores hipsométricos hace considerar al mismo un peldaño
intermedio de transición en la estructura escalonada regional.
Los valores de las isobasitas se encuentran entre los 350 m y 300 m para el 2do y 3er
orden y sólo disminuyen de forma brusca en la llanura cercana al litoral. La intensidad
de la erosión de fondo está marcada por valores de la disección vertical que para la
parte norte y central está en los 220 m/ km2, mientras que el sub-bloque sur que se
encuentra separado de este por el efecto de cuña del sub-bloque Cayo Grande
presenta valores del orden de los 370 m/km2. Esto se explica por las variaciones
litológicas, ya que en este sector afloran predominantemente las tobas de la formación
Santo Domingo mas resistente a la meteorización lo que ha provocado que el relieve
aparezca mas diseccionado y que las elevaciones presenten cimas redondeadas con
orientación noroeste al igual que el bloque.
Geodésicamente este bloque tiene un comportamiento contrario, contrastante con el
bloque Miraflores ya que en el gráfico lineal correspondiente al ciclo 1990-1993 los
movimientos son negativos respecto al nivel medio regional, mientras que en el ciclo
1993-1994 le corresponde movimientos de ascenso notable que alcanzan hasta ocho
milímetros sobre el nivel cero y veinte y cuatro milímetros sobre la media.
En el mapa de campo de intensidad de radiaciones gamma [36], el límite oriental de
este bloque queda bien definido por la alineación de un gradiente entre valores
máximos al sur y mínimos hacia el norte.
Microtectónicamente las mediciones realizadas al norte de Nuevo Mundo y de
Calentura dan para este bloque una dirección predominante de los planos de fractura
de N20ºE.
Inicialmente el límite noreste del bloque fue considerado como la prolongación de la
falla Moa en la estructura La Vigía que atraviesa la Bahía Yaguasey, pero estudios mas
detallados nos permitieron determinar su límite exacto que se desplaza hacia el este al
norte de La Veguita extendiéndose hasta Punta Yagrumaje.
La falla Cananova corta también este bloque por lo que al analizar los anexos gráficos
4 y 5 quedan establecidos con diferentes posiciones los sub-bloques Calentura,
Caimanes, Aeropuerto y La Vigía, este último constituido por la cuña resultante de la
bifurcación de la falla Moa en sus tramos La Vigía y La Veguita.
En los inicios de estas investigaciones, lo que hoy se denomina como sub-bloque
Calentura fue considerado un bloque independiente, debido a las pequeñas variaciones
morfométricas, justificadas por las características litológicas. Geodinámicamente su
65
�A. Rodríguez Infante
comportamiento es similar al resto del bloque Moa, exceptuando el sentido de los
desplazamientos horizontales que en los sub-bloques norte y central es noreste y para
Calentura es sureste, lo que se debe al efecto de cuña del sub-bloque Cayo Grande
que lo presiona desde el oeste, y al carácter descendente de este respecto al bloque El
Toldo
Bloque El Toldo: Ocupa la posición central del área de estudio y es el de máxima
extensión, correspondiéndole también los máximos valores del levantamiento relativo
de la región.
Litológicamente está conformado en superficie por las rocas del complejo máfico y
ultramáfico de la secuencia ofiolítica, sobre las cuales se ha desarrollado un relieve de
montañas bajas de cimas aplanadas ligeramente diseccionadas. Hacia la parte norte se
desarrollan en un pequeño sector premontañas aplanadas.
El drenaje es de densidad media a baja, lo que está condicionado por las potentes
cortezas de intemperismo que cubren al área y favorecen la permeabilidad del suelo y
al intenso control estructural del drenaje que condiciona la formación de barrancos.
En este bloque aparecen desarrolladas formas del relieve cársico en peridotitas
ubicadas alrededor de las elevaciones máximas, siendo el punto de mayor cota El
Toldo con 1174 m sobre el nivel del mar.
Los parámetros morfométricos para este bloque son los más relevantes al tomar
valores que indican la máxima intensidad de levantamiento con isobasitas que cierran
en 900 m y 800 m para el 2do y 3er orden respectivamente y valores de la disección
vertical de 550 m/km2. Los rangos de pendiente son contrastantes, teniendo en la cima
de 6º a 9º promedio, con sectores interiores de 0º-3º; mientras que en los límites del
bloque, fundamentalmente en el occidental enmarcado por la falla Moa, llegan los
valores a ser mayores de 30º, alcanzándose las máximas pendientes en los barrancos
de los afluentes principales.
Hacia la parte norte, en su prolongación dentro de la zona marina puede notarse la
pérdida de la barrera arrecifal desde la intersección de la falla La Veguita hasta la falla
Quesigua, donde sólo queda como testigo de su existencia un banco de arena de
morfología similar, lo que se considera constituye un índice de los movimientos
diferenciales entre los bloques.
Los análisis microtectónicos realizados para el bloque indican la existencia de una
dirección máxima de agrietamiento de rumbo N85ºW como se muestra en la figura No.
66
�A. Rodríguez Infante
9 ( J y K ), apareciendo otras dos direcciones importantes, una sublongitudinal y una de
dirección noreste. En este bloque y sólo de forma similar ocurre en los bloques Maquey
y Cupey, aparece el sistema de fracturas norte-sur en el cual no se manifiestan
desplazamientos horizontales y verticales intensos, lo que consideramos se debe a un
proceso de descompresión, al ser el bloque de máxima intensidad de levantamiento
reciente.
El límite nororiental de este bloque está dado por la falla Cayo Guam, mientras que al
sur limita con el bloque Cupey a través de la falla Quesigua.
En el mapa de anomalías magnéticas se puede notar que en el extremo suroccidental
del bloque, entre las fallas Moa y Arroyón se desarrolla una zona de valores negativos
anómalos a pesar de que la información geológica indica que en todo el sector afloran
las rocas ultrabásicas del complejo ofiolítico. A partir de estos elementos Batista J. [12]
consideró que en ese sector las rocas ultrabásicas constituían una delgada capa en la
superficie, mientras que en profundidad y muy cercano a esta se encuentran los gabros
Si realmente esto ocurre, hay que entrar a considerar la existencia de un sub-bloque o
incluso de un nuevo bloque para ese sector a partir del hecho de que ese fenómeno
sólo sería justificable a partir del ascenso de esa zona respecto a la del resto del
bloque El Toldo. En este trabajo no se concluye al respecto por falta de información de
campo y mediciones geodésicas, que se hacen mas necesaria debido al pobre reflejo
topográfico y morfométrico.
En el análisis del gráfico lineal de los desplazamientos verticales -figura No.4- se
observa que en el periodo 1990-1993 los puntos ubicados por este bloque marcan un
ascenso relativo respecto al bloque Moa, mientras que en el periodo 1993-1994 y 19901994 marca un descenso siendo su comportamiento similar al del bloque Miraflores.
Bloque Cayo Guam. Es el bloque de más pequeña extensión en el área y se dispone
como una cuña entre los bloques El Toldo y Cupey a través de las fallas Cayo Guam y
Quesigua respectivamente y al igual que el bloque Moa, se comporta como un escalón
intermedio en descenso respecto al bloque El Toldo.
Geológicamente la mayor extensión de la superficie lo ocupan las rocas del complejo
ofiolítico, predominando hacia el sur las serpentinitas y hacia el norte los gabros.
Geomorfológicamente se desarrollan las llanuras acumulativas bajas y planas de origen
fluvial o palustre en la mayor área del bloque y una pequeña franja de acumulaciones
67
�A. Rodríguez Infante
costeras. Hacia la parte sur aparecen las premontañas y montañas bajas aplanadas
ligeramente diseccionadas con elevaciones máximas de 460 m.
Morfométricamente los valores máximos de la disección vertical son de 230 m/km2 y las
isobasitas en 300 m y 250 m para el segundo y tercer orden respectivamente.
Las estructuras tectónicas principales que atraviesan este bloque son de dirección
noreste y en muchos casos cortan a las fallas límites de bloques, sin embargo, en los
estudios microtectónicos realizados en las márgenes oriental del río Cayo Guam y
occidental del río Quesigua se determinaron dos direcciones noreste una N5ºE y otra
N78ºE, apareciendo sólo una dirección noroeste predominante al noreste de Monte
Lejo lo que puede estar condicionado por un nudo estructural que se forma al cruzarse
dos sistemas noreste y uno norte-sur.
En el análisis de los gráficos de desplazamientos verticales de la línea geodinámica
Moa mostrado en la figura No.4, este bloque queda bien delimitado en los ciclos
diciembre 1993-noviembre 1994 y abril 1990-diciembre1993, así como en el gráfico
lineal de las anomalías de Bouguer.
Los movimientos horizontales en este bloque son muy evidentes y se ponen de
manifiesto en los desplazamientos de la línea de costa y formas del relieve de hasta
dos kilómetros con una dirección sur predominante.
Bloque Cupey. Se ubica en el extremo oriental desde la falla Quesigua hasta la
coordenada 721 000 tomada como límite convencional del área de estudio.
Geológicamente a este bloque le corresponde la mayor complejidad al aflorar en su
superficie las rocas del complejo ofiolítico que ocupan la mayor extensión del bloque,
las rocas de las formaciones Sabaneta, Capiro y Majimiana y los sedimentos
cuaternarios de origen parálico y fluvial. Estas últimas litologías se disponen en forma
de franjas paralelas al litoral.
Geomorfológicamente para el área predomina el relieve de montañas bajas y
aplanadas hacia la parte occidental y bajas diseccionadas con divisorias alargadas
hacia el sudeste. Las premontañas y submontañas serán aplanadas hacia el oeste y
diseccionadas hacia el este. La variabilidad del relieve es el resultado de la acción de
tres factores fundamentales: litológico, topográfico y tectónico, ya que no sólo existen
variaciones en el tipo de roca sobre la cual se conforma el relieve sino que también, a
partir de Punta Guarico ocurre una desviación costera de probable origen tectónico que
68
�A. Rodríguez Infante
condiciona la variación de la orientación fluvial, la que toma una dirección noreste,
paralelo al sistema de grietas y fallas que controla el drenaje.
Morfométricamente este bloque se comporta también con una gran variabilidad. Los
valores de isobasitas hacia el norte y este oscilan entre 100-150 m para el segundo
orden y de 50-150 m para el tercero, mientras para el sector sur estos valores son de
450 m y 350 m respectivamente. La disección vertical alcanza valores de 460 m/km2
descendiendo hasta 290 m/km2 y 240 m/km2 al este y norte respectivamente.
En el estudio microtectónico se hicieron evidentes las diferencias existentes entre el
norte y el sur del bloque Cupey a partir de la falla El Medio de dirección N40ºE, que
divide al bloque en dos sub-bloques con agrietamiento orientado en las direcciones
N50ºW y N30ºW para el sub-bloque Cupey Norte y N50ºE y N90ºE para el sub-bloque
Cupey Sur, que evidencian conjuntamente con algunos elementos de campo y
morfológicos, como es la rotación en la orientación de las divisorias y la presencia y
desplazamiento de escarpes, que el sub-bloque norte giró en sentido antihorario
respecto al sub-bloque sur con un ángulo aproximado de 30º.
Este bloque aparece subdividido en cinco sub-bloques menores a través de las fallas El
Medio, Cupey y Jiguaní con valores morfométricos diferenciados. Los sub-bloques
Cupey Norte y Sur quedan bien caracterizados en este trabajo, no ocurriendo lo mismo
para los situados al sudeste debido a la ausencia de información geodésica y trabajos
de campo.
Neotectónica.
En el estudio sismotectónico de la Central Hidroenergética Toa-Duaba realizado por la
Empresa Integral de Proyecto de la Industria Básica [84], se realiza un análisis de los
movimientos neotectónicos para la región oriental del país, correspondiendo al área del
presente trabajo con lo que los autores allí denominan Levantamiento Moa - Baracoa,
al cual caracterizan por intensos movimientos verticales que no han sido uniformes ni
espacial ni cronológicamente. En el análisis ellos consideran la existencia de una etapa
de relativa tranquilidad tectónica con formación de superficies de nivelación que
corresponde al intervalo Oligoceno Superior-Plioceno, posterior a los desplazamientos
69
�A. Rodríguez Infante
horizontales; y parten de la afirmación de que en este periodo la región constituía una
zona sumergida bajo el nivel del mar, lo que indica la magnitud de los movimientos de
ascenso, al encontrarse los sedimentos de origen marino desplazados centenares de
metros de su posición original, quedando por efecto de esos levantamientos la zona
dividida por fallas nuevas o rejuvenecidas que le dan al territorio un carácter de
mosaico irregular.
Aún cuando no compartimos íntegramente las conclusiones antes referidas, partiendo
del hecho de que la supuesta estabilidad tectónica no fue tan estable ni tan duradera,
debido al ambiente geotectónico regional imperante desde el Eoceno Medio-Superior,
cuando se inician los desplazamientos de la Placa del Caribe hacia el este respecto a
la Norteamericana, que han provocado fuerzas de empuje transversal, en estas
investigaciones se ha hecho evidente y corroborado que la etapa neotectónica se
caracteriza por el predominio de movimientos verticales de ascenso.
En el desarrollo de este capítulo, en la caracterización de las fallas a través de los
principales criterios que permitieron su clasificación; y en la descripción de los bloques
morfotectónicos del territorio, se hizo referencia a un conjunto de parámetros que a su
vez son criterios para caracterizar la tectónica reciente y corroboran lo afirmado
anteriormente. Dentro de esos criterios los más importantes son:
•
Alineación y desplazamiento de la línea de costa actual, lo que puede notarse con
claridad en la zona litoral comprendida desde Bahía de Cayo Moa hasta la
desembocadura del río Quesigua, formándose en el plano una estructura
escalonada con tramos de hasta tres kilómetros de longitud, mostrado en el anexo
gráfico No.4.
•
Desplazamiento e interrupción de la barrera arrecifal coralina, lo que se observa al
norte de la Bahía de Yaguaneque, Punta de Piedra, frente a Punta Cabagán, Bahía
de Cayo Moa y frente a la desembocadura del río Quesigua.
•
Desplazamiento de zonas parálicas cuaternarias y límites rectilíneos de las mismas,
lo cual ocurre en toda la zona pantanosa litoral.
•
Formación de escarpes rectilíneos con pendientes mayores a 30º en contacto con
zonas de pendiente suaves y en ocasiones formación de facetas triangulares o
trapezoidales lo que se puede observar en la zona de Conrado, ladera oriental del
Cerro Miraflores, periferia de la Sierra del Maquey y al noroeste del Alto de La
Calinga.
70
�A. Rodríguez Infante
•
Encajamiento de valles fluviales, por ejemplo los ríos Calentura y Moa alrededor de
la zona de Nuevo Mundo y del río Jiguaní al sureste.
•
Desplazamiento lateral de valles fluviales, fenómeno que alcanza su máxima
expresión en la desembocadura del río Cayo Guam y en el río Cabaña.
•
Acodamientos sucesivos de cursos fluviales con trazos rectilíneos, lo que ocurre en
todos los ríos del territorio y con carácter marcado en los cauces de los ríos
Cananova, Cabaña, Quesigua y Jiguaní.
•
Desplazamiento de líneas divisorias o partes de aguas principales, como ocurre en
El Cerro de Miraflores.
•
Desplazamiento de zonas geomorfológicas.
•
Posición hipsométrica anómala de depósitos fluviales del Cuaternario. Un ejemplo
de esto lo constituyen los depósitos conglomeráticos de génesis fluvial en la margen
occidental del río Cayo Guam, los cuales aparecen 40 m por encima del nivel del
valle actual.
•
Valores hipsométricos y morfométricos marcadamente diferentes sobre igual
litología a ambos lados de una línea de falla, por ejemplo entre ambas márgenes del
río Moa.
•
Desplazamiento de formas de relieve. Este es uno de los criterios de mayor
frecuencia de presentación en el territorio y se observa asociado a casi todas las
fallas descritas para el segundo y el tercer sistema de estructura, pero en particular
queremos referirnos a los desplazamientos originados por las fallas Cayo Guam y
Miraflores que además de provocar desplazamientos horizontales ponen en
contacto brusco zonas geomorfológicas diferentes. Esto se nota con claridad en el
anexo gráfico No.2.
•
Ocurrencia de actividad sísmica, la cual se ha manifestado a través de dos eventos
de magnitudes moderadas en los años 1992 y 1994, [108] y numerosos de
magnitudes pequeñas registrados instrumentalmente.
Después de haber realizado la caracterización de las estructuras tectónicas y los
principales índices de los movimientos neotectónicos que le dan un carácter activo
contemporáneo a la tectónica regional, se puede hacer referencia a las condiciones
geotectónicas imperantes.
71
�A. Rodríguez Infante
En los estudios neotectónicos y geomorfológicos regionales que se han consultado de
forma unánime se reconoce la existencia de movimientos de levantamientos que
caracterizan la geodinámica actual del territorio, coincidiendo todos en señalar a la
zona de El Toldo como el sector de máximo ascenso relativo sin embargo, no se hace
referencia a otras formas de movimientos actuales.
Si bien es cierto que en estas investigaciones es aceptada como válida la existencia de
movimientos predominantes de ascenso en la región, se han encontrado evidencias de
hundimiento relativo y de desplazamientos horizontales a través de las fallas activas o
reactivadas que dividen los bloques morfotectónicos, y que han sido tratados
individualmente en este trabajo para cada estructura.
Estos movimientos neotectónicos en la región ocurren como consecuencia del empuje
del Bloque Oriental Cubano contra la Plataforma de Bahamas, en la zona de sutura,
debido al campo de esfuerzos compresivos [7] generado a través de los movimientos
transformantes entre la Placa Norteamericana y la Placa del Caribe, que se desplazan
entre si con una velocidad absoluta de 20 mm / año [ Lundgre y Russo, 1996 ], o 15
mm / año [ Mann y otros ].
Estos esfuerzos al mismo tiempo que generan para la región la formación de nuevas
estructuras tectónicas, provocan la reactivación de estructuras surgidas bajo
condiciones geodinámicas diferentes, tal y como ocurre con las fallas del sistema
noreste y norte-noroeste, que genéticamente están asociadas al proceso de obducción
del arco volcánico cretácico sobre el paleomargen de Bahamas y que bajo las
condiciones transpresivas actuales, constituyen planos a través de los cuales ocurren
desplazamientos horizontales.
Este mecanismo de reajuste de la corteza por choques y desplazamientos al mismo
tiempo que produce movimientos rotacionales, levantamientos y hundimientos relativos
de unos bloques respecto a otros, origina también dentro de una misma
morfoestructura movimientos diferenciales, tal como se evidencia en el bloque Cabaña,
donde alrededor de un eje subhorizontal de orientación noreste ocurre el
basculamiento.
En la caracterización realizada de los bloques morfotectónicos se estableció el sentido
fundamental de los desplazamientos horizontales y verticales de cada uno como se
muestra en el anexo gráfico No.5, quedando además establecido que en la región
predominan condiciones tectónicas que generan levantamientos diferenciados,
reflejándose los máximos levantamientos en el bloque El Toldo, que constituye el
72
�A. Rodríguez Infante
núcleo hórstico central del territorio, flanqueado por un conjunto de grabens y horts
tectónicos menores, que al mismo tiempo se desplazan lateralmente y que llegan
incluso en ocasiones a rotar.
Conclusiones.
Como conclusiones de este capítulo se puede resumir que la tectónica del territorio en
la cual queda enmarcada el área de las investigaciones tiene un carácter activo, donde
se observan estructuras correspondientes a cuatro estadios geotectónicos, que se
manifiestan con diferente grado de nitidez y reflejo en el relieve, correspondiendo a las
fallas formadas durante el proceso de obducción del arco volcánico con el paleomargen
de Bahamas en el periodo Paleoceno - Eoceno Medio ( ?? ) el papel más importante en
el estilo tectónico, al constituir los límites de los bloques morfotectónicos actuales y ser
a través de ellas que ocurren los principales movimientos neotectónicos.
Las fallas de deslizamiento por el rumbo - strike-slip - originadas durante el Eoceno
Medio-Superior, constituyen planos a través de los cuales ocurren importantes
73
�A. Rodríguez Infante
desplazamientos laterales y las principales rotaciones de los bloques y sub-bloques del
territorio, las que se caracterizan por el sentido antihorario de los sectores situados al
norte respecto a los ubicados al sur de los planos de fractura.
El cuarto sistema está conformado por las fracturas surgidas bajo las condiciones
expansivas o descompresivas de las zonas periféricas de los bloques de máximo
levantamiento.
Las estructuras más antiguas del territorio que corresponden con los sistemas de
grietas y fallas que afectan y contactan a las secuencias ofiolíticas entre si y con las
formaciones precedentes, son las de menor reflejo en el relieve actual y se considera
mantienen un carácter pasivo en la geodinámica contemporánea.
Como resultado de los movimientos ocurridos a través de las estructuras falladas el
territorio quedó dividido en nueve bloques y un total de trece sub-bloques
morfotectónicos, que en forma de mosaico se desplazan en un sistema de horts y
grabens escalonados con sectores locales de rotación y que en conjunto conforman un
gran bloque en ascenso.
CAPITULO III
74
�A. Rodríguez Infante
CAPITULO III: EVALUACION DE RIESGOS DE ORIGEN
TECTONICO.
Introducción.
Metodología para el Análisis de Riesgo.
Amenaza Natural.
Riesgos Específicos.
Zonificación de Riesgos Tectónicos.
Conclusiones.
Introducción.
Uno de los problemas mas serio que enfrenta el hombre en la actualidad y en particular
en los países subdesarrollados es el deterioro del medio ambiente dado por .....la
anárquica utilización espacial del territorio, ... el uso de las tierras y las instalaciones
industriales en donde no se han considerado las potencialidades naturales de los
paisajes que los sustentan. La búsqueda de métodos tendientes a solucionar todos
estos problemas incumbe a muchas disciplinas científicas, donde el carácter abarcador
y multifacético de la investigación .... geoecológica del medio ambiente se reconoce
actualmente como fundamento teórico y metodológico en el ordenamiento funcional
para la búsqueda de soluciones de problemas de variada índole.[22].
Es por ello que en la planificación integral del desarrollo socio económico e incluso para
la optimización espacial territorial se hace imprescindible el estudio geológico profundo
que permita conocer no sólo la posición, cantidad y calidad de las reservas minerales,
sino también la dinámica de los procesos que ocurren y que constituyen una amenaza
en la región.
En muchos casos se observa una tendencia a considerar la información geológica
estática, sustentando las investigaciones medio ambientales e incluso, la proyección de
las construcciones sobre la base de la información aportada por un mapa geológico con
frecuencia de carácter regional, lo que conlleva necesariamente a la incorrecta
valoración de la magnitud de los riesgos a los cuales se enfrenta el hombre y que lo
ponen en peligro a él y a la obra construida.
75
�A. Rodríguez Infante
Este problema se encuentra con frecuencia en el municipio de Moa, a pesar del gran
número de profesionales del campo de la geología y la minería que en el laboran y
habitan, por lo cual, en el inicio de estas investigaciones se propuso como objetivo
determinar los sectores de máximo riesgo ambiental a partir de la incidencia que tiene
en ello la geodinámica contemporánea y de esta forma, contribuir al conocimiento
geológico del territorio, donde el crecimiento económico dado por la apertura comercial
y el desarrollo de la industria, junto a las consecuentes variaciones poblacionales y de
infraestructura social, exigen la explotación racional de sus recursos naturales así como
la integración de consideraciones ambientales en las políticas de planificación del
desarrollo como condición indispensable para fomentar el desarrollo sostenible. [22].
Metodología para el Análisis de Riesgo.
Partiendo del conocimiento de la existencia de actividad tectónica en el territorio a
través del estudio geológico que del mismo se ha realizado y por la manifestación de
fenómenos asociados con dicha actividad, se hace necesario y a la vez posible valorar
el grado de vulnerabilidad real del medio y realizar propuestas de optimización espacial
para prevenir las consecuencias de su actuación o mitigar sus efectos negativos.
En el primer capítulo de estas memorias se expone la metodología general de las
investigaciones realizadas y se señala, como una de las tareas de la cuarta etapa la
confección del mapa de riesgos tectónicos a partir del conocimiento de las estructuras y
el estilo geotectónico del territorio.
En los inicios de las investigaciones no se contó con una metodología establecida
debido a que no es frecuente la evaluación del riesgo tectónico tratado de forma
independiente dentro del estudio medio ambiental y en ocasiones se analiza de forma
específica para determinadas estructuras o fenómenos locales como por ejemplo, un
deslizamiento de tierra o afectaciones en obras construidas. Sin embargo en el territorio
de Moa, debido a la gran incidencia de las deformaciones tectónicas del subsuelo y el
crecimiento acelerado de las inversiones relacionadas con el desarrollo de la actividad
minera y por ende industrial y social, es imperante la necesidad de valorar los riesgos
de origen tectónico, por lo que en este capítulo se pretende, además de evaluar el
riesgo medioambiental, dejar establecida una metodología que pueda ser aplicada en
otras áreas de interés, la que se explican a continuación a través de la tres etapas de
trabajo que la integran.
76
�A. Rodríguez Infante
Etapa preliminar: Consiste en la recopilación, estudio e interpretación de la información
que sobre las características geólogo-tectónicas y ambientales existan del territorio,
con el objetivo de poder determinar en sus inicios la existencia de amenaza real de
génesis tectónica así como los principales problemas que se tienen que enfrentar y las
áreas por diferentes grados de complejidad, para de esta forma poder realizar la
planificación y organización de los trabajos, seleccionar los métodos a usar y los
recursos materiales y humanos requeridos para la tarea.
Etapa experimental: Consiste en la aplicación de los diferentes métodos de
investigación seleccionados según el grado de estudio y complejidad geólogogeomorfológica y ambiental del territorio, que permitan la identificación y selección de
los posibles impactos ambientales generados por la actividad tectónica, destacándose
los factores o elementos del medio ambiente susceptibles de ser alterados o
modificados, estableciéndose así la relación causa-efecto.
La magnitud del trabajo a desarrollar en esta etapa estará en dependencia
fundamentalmente del estudio precedente realizado. Si este no corresponde a las
exigencias de la investigación que se planifica en cuanto a la escala, grado de detalle y
actualidad, debe garantizarse el estudio geólogo-tectónico y geomorfológico que podrá
realizarse
a
través
de
los
diferentes
métodos
del
cartografiado
geológico.
Consideramos necesario sugerir, que teniendo en cuenta la necesidad de hacer mas
económicas las investigaciones científicas, la aplicación de los métodos morfométricos
y de fotointerpretación geólogo-geomorfológica, garantizan la determinación de las
principales estructuras tectónicas e incluso en ocasiones, con una mejor exactitud del
cartografiado, reduciéndose el trabajo de campo a las comprobaciones y mediciones de
los elementos de yacencia, sentido de desplazamiento e índices de la actividad
neotectónica, lo que se realiza en conjunto con la determinación de si constituye o no
una amenaza al medio ambiente natural o construido y de ahí a la evaluación de los
posibles riesgos.
Si por el contrario, el territorio ha sido estudiado a la escala y grado de detalle
equivalente al de la investigación medio ambiental, esta etapa se simplifica, limitándose
a profundizar en la interpretación geólogo-tectónica y comprobaciones en caso de que
fuera necesario. No se debe obviar como ocurre con frecuencia en otros trabajos
geológicos, la importancia de la geomorfología a través del estudio tanto de las macro
como de las microformas del relieve, pues es a partir de estas que se ponen de
manifiesto los agentes de riesgo.
77
�A. Rodríguez Infante
Después de conocidas las principales estructuras que constituyen una amenaza se
procede a la evaluación de cada una de ellas en dependencia de sus características
propias como posición espacial, sentido y magnitud de los desplazamientos que
ocurren a través de sus planos de fractura, características del relieve en su entorno y
los elementos en riesgo, ya sean naturales o construidos para determinar el riesgo
específico que puede ocurrir.
En la evaluación del riesgo de un territorio hay que tener en cuenta además de la
amenaza natural latente en el mismo, su vulnerabilidad, para poder determinar el riesgo
específico y con este y los elementos en riesgo, poder determinar el riesgo total según
la fórmula propuesta por Varnes D. J., en 1984 [24].
Rt = Rs ⋅ Er
Rs = H ⋅ V
Rt = H ⋅ V ⋅ Er
Donde:
Rt : Riesgo total.
Rs: Riesgo específico.
H: Amenaza natural.
V: Vulnerabilidad.
Er: Elemento en riesgo.
Etapa de Gabinete: Consiste en la confección del mapa de riesgo del territorio
estudiado a partir de toda la información obtenida de los métodos aplicados en las
etapas anteriores y el informe técnico de la investigación. Debe garantizarse que el
resultado que se presente no constituya un simple inventario de causas y efectos de los
procesos tectónicos en el medio ambiente, sino que vaya acompañado de un conjunto
de medidas o al menos, de las recomendaciones que faciliten la aplicación práctica de
los resultados de la investigación que permitan evitar o mitigar los daños.
En la evaluación de los riesgos, así como en la representación cartográfica de los
mismos se debe tener en cuenta no solo los daños presumibles a ocurrir por efecto
directo de los movimientos tectónicos, sino también aquellos que siendo de otra
naturaleza pueden manifestarse a través de los mismos. Un ejemplo de esto lo
constituye el volumen de los daños originados por incendios durante la ocurrencia de
un terremoto, lo que no es consecuencia directa del proceso en si.
78
�A. Rodríguez Infante
En estas investigaciones, al existir un estudio geológico regional actualizado a escala
1: 100 000, el trabajo geológico se redujo a la interpretación de las fotografías aéreas y
cartografiado a la escala 1: 50 000, mientras que el estudio geomorfológico tuvo como
base los métodos morfométricos y de fotointerpretación con las comprobaciones de
campo en las áreas que así lo requerían. En la determinación del grado de actividad de
las estructuras se utilizaron los criterios geológicos y geomorfológicos convencionales y
la información geodésica cíclica. Por último, para la evaluación de los elementos en
riesgo se utilizó la base topográfica actualizada a escala 1: 25 000 donde aparecen
reflejadas las instalaciones socioeconómicas del territorio.
Amenaza Natural.
Para analizar las diferentes zonas susceptibles a riesgos ante la ocurrencia de
procesos tectónicos debe conocerse en primer lugar la amenaza natural originada por
estos procesos. Como amenaza natural ( Hazard ) se entiende la probabilidad de
ocurrencia de un fenómeno dañino potencial dentro de un lapso específico de tiempo y
en un área determinada [57].
En el caso concreto que se investiga la amenaza va a estar condicionada por el grado
de actividad tectónica del territorio, para el cual quedaron establecidos los principales
sistemas de fracturas y dentro de estas fueron caracterizadas por su posición y sentido
del desplazamiento que ocurre a través de sus planos, aquellas fallas consideradas
activas y que desempeñan un papel fundamental en los procesos geodinámicos
contemporáneos.
Estos procesos geodinámicos, como se concluyó en el anterior capítulo se van a
caracterizar por la tendencia general al levantamiento, lo cual se viene manifestando
desde el Mioceno Medio hasta la actualidad dado por las condiciones geotectónicas
regionales que provocan el empuje en dirección norte-noreste del Bloque Oriental
Cubano. Esta tendencia general no se pone de manifiesto por igual en todos los
sectores emergidos de la corteza terrestre pues se ha hecho evidente que los
movimientos verticales no mantienen igual magnitud ni velocidad en todos los puntos,
encontrándose unos bloques más levantados - El Toldo - y otros con movimientos
relativos de descenso como los bloques Cabaña y Cananova. También se hizo
evidente que para un mismo bloque morfotectónico el sentido de los desplazamientos
no es constante, pudiendo variar en el tiempo y estar además acompañado por
movimientos horizontales e incluso rotacionales.
79
�A. Rodríguez Infante
A todo lo anterior se le añade como elemento de vital importancia y que a su vez,
constituyó el motivo por el cual se iniciaron las presentes investigaciones, la ocurrencia
de movimientos telúricos en el marco regional.
La actividad sísmica en la región se justifica a partir de la posición geólogo-estructural
que la misma ocupa al estar bordeada por tres zonas sismogeneradoras coincidentes
con fallas profundas que constituyen límites intra o interplacas como se muestra en la
figura No.10. Estas tres zonas son:
Zona sismogeneradora Oriente ( Bartlett ): Está asociada a la falla transcurrente
Bartlett-Caimán de dirección este-oeste que constituye el límite entre las placas
Norteamericana y Caribe. A esta zona corresponde la más alta sismicidad de toda
Cuba y con ella se encuentran asociados los terremotos de mayor intensidad con
epicentros en el archipiélago cubano. La intensidad máxima pronóstico promedio para
la zona es de VIII grados en la escala MSK, llegando hasta IX en el sector SantiagoGuantánamo [83]. La magnitud máxima por su parte es de 8 grados en la escala
Richter.
Zona sismogeneradora Cauto - Nipe: Está asociada a la zona de fractura de igual
nombre, con dirección sudoeste-nordeste desde las inmediaciones de Niquero hasta la
bahía de Nipe. Constituye un límite intraplaca que separa al Bloque Oriental Cubano
del resto de la isla. La potencialidad sísmica de esta zona alcanza los siete grados en
la escala Richter, mientras que la intensidad sísmica, según el mapa complejo de la
Región Oriental de Cuba [83] señala valores entre VI y VII grados MSK.
Zona sismogeneradora Sabana: Se encuentra asociada a la falla Sabana o Norte
Cubana por algunos autores o zona de sutura entre el Bloque Oriental Cubano y la
Placa Norteamericana, presentando un contraste significativo entre el borde nororiental
cubano y la depresión submarina del canal viejo de Las Bahamas. La potencialidad
sísmica es variable en el rango de VI a VII grados MSK, alcanzando sus máximos
valores hacia su extremo oriental. Los principales focos sísmicos de la zona se
localizan en los puntos de intersección de ésta con las fallas de dirección noreste y
noroeste que la cortan.
Con los criterios anteriormente descritos se puede resumir que la amenaza natural del
territorio originada por los movimientos tectónicos es alta y se pone de manifiesto a
través de dos mecanismos fundamentales:
80
�A. Rodríguez Infante
Movimientos lentos variables en el tiempo que de forma progresiva van alterando el
medio físico. Agente preparatorio.
Movimientos violentos de corta duración - sismos - que de forma brusca y en ocasiones
catastróficas afectan el medio. Agente inmediato.
Riesgos Específicos.
Después de analizados los mecanismos tectónicos que constituyen una amenaza en el
entorno regional es posible realizar la evaluación de los riesgos directos e indirectos
que tienen su génesis en estos procesos.
Según la terminología específica utilizada [57],se denomina riesgo específico a los
daños esperados debido a la ocurrencia de un fenómeno natural. En este caso, se
conocen los puntos a través de los cuales se ponen de manifiesto con mayor intensidad
los procesos tectónicos, que son aquellos que coinciden con los planos de fracturas
activas y las zonas periféricas de los bloques de mayor levantamiento haciéndose
posible entonces determinar los daños esperados y dentro de estos aquellos que
constituyen un riesgo al medio ambiente natural, al medio ambiente social o al medio
ambiente construido, siendo frecuente la simultaneidad de sus efectos. También hay
que tener en cuenta el surgimiento de riesgos indirectos al actuar los movimientos
tectónicos sobre los elementos en riesgo que provocan reacciones en cadena y
repercuten en la calidad ambiental.
En la descripción que se hace a continuación se especifican cada uno de los riesgos
específicos que pueden ocurrir en el medio ambiente natural, construido y social.
Riesgos en el Medio Ambiente Natural.
Por constituir la amenaza un agente de carácter natural, los riesgos ocurridos en este
medio presentan un carácter primario y condicionador directo o indirecto de los daños
ocurridos en el medio construido y social.
Los principales riesgos de carácter natural posibles a ocurrir en el territorio por los
agentes tectónicos son:
Deslizamientos: Constituyen importantes procesos de la dinámica superficial inducidos
por la aceleración gravitacional, condicionada por factores geológicos, geomorfológicos
y climáticos desde el punto de vista natural y por la actividad antrópica que en su
81
�A. Rodríguez Infante
proceso constructivo rompe con frecuencia el equilibrio natural en las superficies
inclinadas creando taludes artificiales inestables.
Los movimientos tectónicos actúan de forma directa sobre los materiales que
constituyen las superficies inclinadas aumentando la fuerza motriz, al mismo tiempo
que provocan la reducción de la resistencia interna del material, de forma indirecta las
variaciones del manto freático originadas por estos movimientos pueden ocasionar la
ocurrencia de deslizamientos por cambios en las condiciones geomecánicas del
material y perdida de la cohesión interna [9].
Cuando la actividad tectónica se pone de manifiesto de forma lenta, el cambio
progresivo del nivel hipsométrico, fundamentalmente en los bloques de falla que se
levantan, provoca la ruptura del equilibrio de la pendiente y por ende la intensificación
de los procesos denudativos, provocando arrastres de suelos, caídas, slides y flujos,
pero a través de movimientos relativamente lentos que hacen posible la aplicación de
medidas técnicas preventivas.
Desde el punto de vista económico los principales perjuicios están asociados a la
obstrucción de vías de comunicaciones, daños en obras construidas cercanas al talud y
afectaciones agrícolas.
Sobre el medio ambiente natural los efectos se hacen sentir a mas largo plazo,
provocando la remoción del suelo y dentro de este a la cobertura vegetal mas
superficial, con la consecuente alteración de la vegetación y por ende del equilibrio
ecológico.
Estos mismos efectos pero de forma violenta y en magnitudes variables en
dependencia de la magnitud del proceso se presentan bajo la ocurrencia de actividad
sísmica, haciéndose imposible la aplicación de medidas contentivas inmediatas,
pudiendo provocar la pérdida de vidas humanas.
En la evaluación dentro del territorio de Moa se determinaron las áreas de posible
ocurrencia de deslizamientos asociados a la actividad tectónica a partir de la búsqueda
de las estructuras escarpadas asociadas a los planos de fallas activas, tipo de suelo
sobre el cual se encuentran, grado de la pendiente y sentido del desplazamiento
calculándose en cada caso el riesgo total esperado de forma directa ante la ocurrencia
de cada uno de los mecanismos de amenaza. Dentro del territorio las áreas de mayor
riesgo ante este fenómeno son las laderas orientales y occidentales de Río Moa en su
curso medio, las vertientes del río Cayo Guam en la parte alta occidental y la vertiente
noroeste del río Jiguaní, en todos los casos asociados a las fallas homónimas que
82
�A. Rodríguez Infante
controlan tectónicamente el drenaje de estos ríos y en la ladera oriental del Cerro
Miraflores, en la zona de escarpe de falla.
Finalmente se debe aclarar que de forma local este riesgo está también presente en
otros bloques con movimientos relativos mínimos de ascenso, asociado a superficies
de pendientes anómalas de origen natural como son los escarpes de fallas o antrópico
como los taludes de la cortina de contención de las presas de colas.
Aumento de la erosión de suelos: Los procesos erosivos de suelo tienen entre los
factores condicionantes la dinámica del medio, la que está determinada por la posición
hipsométrica del suelo y el nivel de base de erosión, estableciéndose un gradiente
erosivo que tiende a hacerse mínimo a medida que se alcanza el estado de equilibrio.
Cualquier agente que provoque la ruptura de ese equilibrio altera la relación erosión
sedimentación, dentro de esos agentes se encuentran los movimientos tectónicos.
El levantamiento de un bloque de la corteza terrestre aumenta la dinámica de los
agentes denudativos - en el caso particular del área de trabajo el escurrimiento
superficial y fluvial - intensificando el proceso de arrastre de sedimentos sueltos hacia
las partes mas deprimidas, donde ocurre la acumulación ya sea con carácter temporal
o definitivo. Si a esta ruptura del equilibrio originada por causas tectónicas le sumamos
la intensa meteorización de las rocas debido a las condiciones climáticas y litológicas
que originan un gran volumen de material suelto en la superficie y cerca de esta, más el
hecho de que en ocasiones esas superficies se encuentran descubiertas debido a la
actividad minera o a los procesos constructivos, se hace evidente la importancia de los
procesos erosivos en el territorio.
La erosión por si misma tendrá como efecto directo la degradación de los suelos
mineros y agrícolas con el consecuente daño a la cobertura vegetal y por tanto al
equilibrio ecológico pero a su vez, al provocar un aumento del volumen de carga física
transportada por los ríos da lugar a la colmatación de los depósitos fluviales de cauce y
desembocadura, responsables del surgimiento de áreas anegadas que a su vez
originan afectaciones en el medio ambiente construido, obstruyendo desagües
naturales o artificiales y en el caso específico de Moa, colmatando las dársenas y
bocana portuaria.
En la evaluación de riesgos en el área fueron señalados los sectores más afectados
por la erosión, los que se encuentran asociados a los bloques de máximos
levantamientos, siendo mayor el riesgo para los bloques El Toldo y Moa que además
83
�A. Rodríguez Infante
de estar sometidos a los máximos ascensos tectónicos, están afectados por la
actividad minera, lo que origina extensas áreas descubiertas y exceso de detritos
rocosos sueltos acumulados en las escombreras.
Por otra parte, el proceso de colmatación se hace mas intenso en las partes bajas y
desembocaduras de los ríos Moa, La Veguita, Cayo Guam y Yagrumaje por constituir
estos los principales canales de arrastre de la carga física, la que se acumula
temporalmente en los pies de monte y finalmente es arrastrada hacia la zona litoral,
donde por efecto de las corrientes marinas locales se distribuyen por el fondo marino,
constituyendo la bocana del puerto de Moa el receptáculo idóneo para su acumulación.
Al analizar el aumento del material terrígeno aportado por los ríos al mar en la zona
comprendida entre el litoral y la barrera arrecifal hay que tener en cuenta que de forma
indirecta esto puede provocar alteraciones en la biota típica del medio, al aumentar la
turbidez de las aguas y cambios en su composición química, lo que es de difícil control
por el carácter limitado de la circulación con el mar abierto.
Alteración del manto acuífero: Este riesgo está originado por el cambio de posición del
manto freático por el levantamiento del área, lo que conlleva al aforo natural del mismo
al ser cortado por la superficie topográfica, generando una pérdida adicional que puede
ocasionar un desequilibrio entre la alimentación y la descarga, alterándose el ciclo
hidrogeológico. De forma directa y con resultados similares a los anteriormente
descritos puede ocurrir la disminución del área de alimentación cuando esta no
depende sólo de la infiltración de las aguas meteóricas, sino de su conexión con
fuentes de aguas corrientes fluviales o embalses naturales. En ambos casos, la
disminución del volumen de agua en el manto provoca la alteración de las
características geomecánicas de suelos y rocas al mismo tiempo que alteran el
comportamiento químico y dinámico de estas aguas, repercutiendo directamente sobre
el medio ambiente.
Al no haberse realizado estudios hidrogeológicos durante la realización de las
presentes investigaciones sólo se señalan posibles áreas de afectación del manto
freático, siendo la más extensa la correspondiente al extremo centro oriental, en la
parte alta de los bloques El Toldo y Cupey, sin hacerse referencia a la magnitud de los
posibles daños.
84
�A. Rodríguez Infante
Ruptura del suelo con formación de grietas de separación: Este fenómeno se pone de
manifiesto a través de la actividad sísmica de gran magnitud o por la ocurrencia del
llamado “colapso” de las arcillas por cambios en el comportamiento geomecánico,
debido a variaciones hídricas y cargas externas. Sus efectos negativos repercuten
sobre la actividad constructiva y en la conservación de los suelos.
Ruptura del equilibrio ecológico: Este riesgo ocurre como consecuencia indirecta de
otros riesgos del medio ambiente natural como deslizamientos y aumento de la erosión
y por efectos de riesgos de medio ambiente construido como derrame de productos
químicos por rotura de plantas, conductores y almacenes. Al mismo tiempo las
alteraciones ecológicas afectan directamente el medio ambiente social.
Este fenómeno puede aparecer en cualquier sector del territorio con diferentes
magnitudes del daño, debiendo hacerse mención especial a las posibles afectaciones a
la barrera coralina que bordea todo el litoral norte del territorio y que en caso de
destrucción por agente directo que originen localmente su hundimiento o levantamiento
brusco o por agentes indirectos como la concentración anómala de elementos químicos
dañinos en el medio, originaría efectos destructores de envergadura para el medio
físico y en particular a los asentamientos poblacionales que por lo general se
encuentran ubicados en la zona litoral.
Riesgos al Medio Ambiente Construido.
Dentro de estos riesgos se han incluido todos los daños que puede provocar el agente
tectónico sobre las obras construidas por el hombre y que comúnmente se clasifican en
sociales, económicas y socioeconómicas como son las carreteras, sistemas de
alcantarillado, instalaciones eléctricas, conductores de agua y de productos químicos.
Los principales daños a ocurrir en este medio son los siguientes:
Deformación o ruptura de las edificaciones sociales y económicas: Este fenómeno
ocurre debido a las tensiones a que es sometido el subsuelo por las fuerzas tectónicas
directamente o por acción de otros riesgos como los deslizamientos o alteración del
manto acuífero,
que provocan la ocurrencia de asentamientos, llegando incluso al
derrumbe total en caso de acción continuada de estas fuerzas o por la ocurrencia de
actividad sísmica con eventos de magnitudes superiores a las utilizadas en el proyecto
constructivo.
85
�A. Rodríguez Infante
No obstante estar expuestas todas las construcciones del municipio a este riesgo ante
la actividad telúrica, en proporción directa con la magnitud de los sismos, ante la
amenaza que constituyen los movimientos tectónicos lentos –agente preparatorio- este
fenómeno adquiere mayor importancia dentro de la ciudad de Moa, en toda la zona
construida siguiendo la línea de falla Cabaña; en las instalaciones de la fábrica
Comandante Ernesto Che Guevara al ser cortada por la falla La Veguita; la zona
portuaria, cortada por la falla La Vigía y el área de construcción de la nueva planta en
Las Camariocas que es cortada por numerosas estructuras disyuntivas activas como
las fallas Punta Gorda y Quemado del Negro en su parte septentrional y meridional, y
Cayo Guam y Quesigua en la occidental y oriental respectivamente.
Derrame de productos químicos: Este fenómeno está dado por la ruptura de las
instalaciones en las que estos se almacenan o de los conductores que frecuentemente
se usan para su transportación. Este riesgo de tipo indirecto alcanza su máxima
peligrosidad ante la ocurrencia de terremotos, pero no dejan de ser una amenaza
potencial los movimientos lentos, ya que al igual que en el caso anterior la ocurrencia
de asentamientos van deformando continua y progresivamente las estructuras,
llegándose a la ruptura.
Este fenómeno alcanza su máxima peligrosidad en el puerto de Moa al encontrarse allí
almacenados productos altamente nocivos al medio como combustibles, amoniaco y
azufre, asentadas parte de sus construcciones sobre el extremo septentrional de la falla
Moa en su tramo La Veguita, no debiendo excluirse los posibles derrames o emisiones
contaminantes en las plantas metalúrgicas si no se toman medidas con los
movimientos diferenciales que provocan asentamientos y posibles rupturas de sus
instalaciones.
En el caso específico del amoniaco que posee una alta velocidad de propagación por el
viento, es preciso tomar en consideración que las direcciones de los vientos para el
territorio tienen orientaciones fundamentales noreste y este-sureste como se muestra
en la figura No.11, [55]. por lo cual ante el escape de gases sus efectos serian
inmediatos sobre la principal zona de asentamiento poblacional.
Afectaciones en los embalses de agua: Este riesgo debe constituir una preocupación
constante para los organismos responsabilizados con la explotación de la obra y del
86
�A. Rodríguez Infante
Figura No.11: Dirección promedio anual de los vientos en la zona de Moa.
gobierno municipal del territorio, debido a que la presa Nuevo Mundo ocupa una
posición crítica en la tectónica local, al estar construida en un nudo estructural en la
zona de intersección de las fallas Moa, Maquey y Caimanes donde se han observado
desplazamientos horizontales y verticales. Su posición hipsométrica y geográfica
también la hacen altamente vulnerable. Las afectaciones en estas estructuras - presa y
derivadora - pueden estar ocasionadas tanto por los movimientos lentos que en sentido
diferencial actúan entre ambos bloques en que está situada la misma, como por la
actividad sísmica, llegando en este último caso a alcanzar el riesgo magnitudes
catastróficas.
Daños en las vías de comunicaciones: Este fenómeno se manifiesta de forma directa
por rupturas continuas en los tramos en que éstas se interceptan con las estructuras
activas o indirectamente por afectaciones en la viabilidad cuando son obstruidas por los
deslizamientos de tierra, constituyendo un fenómeno de alta peligrosidad.
Las mayores afectaciones se localizan en los tramos de la carretera Sagua de Tánamo
a Moa en la zona de intersección con las fallas Miraflores, Cananova y Cabaña y en la
carretera Moa-Baracoa en los puntos de intersección con las estructuras La Vigía, La
Veguita, Cayo Guam, Quesigua, El Medio, Cupey y Jiguaní.
Ruptura de instalaciones de abasto de agua, electricidad y servicio telefónico: Estos
daños se presentan en los sectores donde estas instalaciones se interceptan con las
87
�A. Rodríguez Infante
estructuras activas o de forma indirecta por la acción de otros agentes como los
deslizamientos al empujar y desplazar los postes del tendido de cables o empalmes de
tuberías. En el caso específico del agua hay que tener en cuenta la influencia que tiene
la alteración del manto acuífero y la posible contaminación del mismo por derrame de
productos químicos.
Este riesgo puede aparecer indistintamente en cualquier punto del territorio donde se
desarrolla la actividad socio económica.
El grado de vulnerabilidad o magnitud de los daños que sobre este medio originan los
movimientos tectónicos estará en dependencia del agente de riesgo - preparatorio o
inmediato - y de las características constructivas de los objetos de obra, como son su
grado de complejidad estructural, tipología, dimensiones y materiales con los cuales fue
construida.
En cuanto a la posición de la obra respecto a las estructuras y bloques morfotectónicos
es evidente que aquellas asentadas directamente sobre las estructuras activas son
más vulnerables a los efectos de las deformaciones tectónicas al igual que aquellas
situadas en los sectores periféricos, ya sean interiores o exteriores de los bloques de
máximo levantamiento. Cuando su localización corresponda con la zona límite interior
del bloque más levantado los daños tendrán su origen asociado a la descompresión y
pérdida de la sustentación influenciada por aumento de la intensidad de los procesos
erosivos e incluso por la ocurrencia de deslizamientos. Si por el contrario se encuentra
ubicada en la zona periférica exterior al bloque en ascenso, las afectaciones van a
estar dadas por el empuje del material erosionado en los niveles superiores y
acumulados en su base en el proceso de colmatación de sedimentos y de posible
saturación y anegación de los suelos por las aguas.
Bajo la ocurrencia de movimientos tectónicos lentos los daños originados sobre las
obras ya construidas pueden ir siendo amortiguados con medidas ingenieriles que
mitiguen los efectos destructivos. Ante la ocurrencia de movimientos telúricos la
situación se hace más crítica. Las formas de evitar los efectos dañinos varían desde el
establecimiento de un programa de educación y preparación de la población ante la
ocurrencia del fenómeno, hasta el replanteo de algunos objetos de obra de gran
peligrosidad. En ambos casos se hace imprescindible una mejor proyección de las
construcciones futuras donde se tenga en cuenta la tectónica activa del territorio.
88
�A. Rodríguez Infante
Daños al Medio Ambiente Social.
Los riesgos a que se expone el medio ambiente social por efecto de los movimientos
tectónicos son de vital importancia y de máxima preocupación por los organismos y
entidades responsabilizados con el gobierno municipal. Estos daños van a originar un
diapasón de problemas diversos que provocan afectaciones individuales, familiares y
grupos sociales, llegando en caso extremo a abarcar toda la sociedad. Hay que tener
presente que esta es la parte integrante del medio más susceptible a las afectaciones
en la calidad del entorno y que al mismo tiempo cualquier daño ocurrido al medio
natural o constructivo repercute directa o indirectamente en el hombre.
Entre los riesgos mas importantes en este medio en el ámbito territorial se encuentran
los siguientes:
Afectación en los servicios generales a la población: Estos daños están originados por
cualquiera de los riesgos del medio ambiente natural o construido anteriormente
señalados que afectan las instalaciones de servicio, estando concentrada su ocurrencia
en las zonas de asentamientos poblacionales.
Afectaciones en las condiciones de vida: Se pone de manifiesto por la pérdida total o
parcial de la vivienda, disminución o deterioro de los servicios públicos y abasto de
alimentos, agua y electricidad, afectaciones laborales e incomunicaciones, todos ellos
originados por los mismos agentes de riesgo descritos anteriormente.
Afectaciones de la salud humana: Este riesgo estará dado por efecto directo o indirecto
de todos los agentes de riesgo natural, construido o social descritos con anterioridad,
los cuales pueden ser ligeros o severos llegando incluso a las pérdidas humanas en
dependencia de la intensidad de manifestación del agente y de los elementos en
riesgo. En este aspecto hay que considerar además los efectos negativos en la salud
mental o síquica de la población ante la suma gradual de factores de riesgos y temor
ante la ocurrencia inesperada de un desastre natural.
Afectaciones económicas: Resultantes de las pérdidas y afectaciones de recursos
humanos y materiales ante la ocurrencia de daños, manteniendo una relación directa
entre el volumen de los perjuicios, el valor de las pérdidas y el costo de la recuperación.
89
�A. Rodríguez Infante
Inestabilidad en el ejercicio del gobierno: Este riesgo es un resultado directo de la suma
de los daños en las condiciones de vida y salud de la población de la cual el forma
parte más la reorientación de su actividad en función de dar solución a las afectaciones
en el medio ambiente en general bajo condiciones económicas críticas condicionadas
por el volumen de las pérdidas.
Hasta aquí se ha hecho referencia a los principales riesgos específicos que pueden
ocurrir u ocurren en el medio ambiente territorial por efecto directo de la manifestación
de la energía interna del planeta sobre el entorno a través de sus dos mecanismos:
Movimientos tectónicos lentos y Movimientos tectónicos rápidos (sismos).
Es imposible separar o aislar las afectaciones que ocurren entre los tres medios natural, construido y social - y el hombre, que como ser social y eslabón fundamental
del equilibrio y la calidad ambiental, al mismo tiempo que condiciona la naturaleza y la
transforma a través de su actividad constructiva, es el responsable de las medidas que
eviten o mitiguen los daños que de ella emanan. No está de más enfatizar que de la
acción del gobierno como máximo responsable de la gestión ambiental, dependerá el
grado de repercusión - no de actuación - de los agentes tectónicos en el medio
ambiente y muy en particular en el hombre.
Zonificación de Riesgos Tectónicos.
Después de haber sido analizadas la amenaza natural y los riesgos específicos
posibles a ocurrir en el territorio, existen condiciones para poder realizar la zonificación
de estos en los diferentes sectores del municipio y en particular en las áreas que
constituyen asentamientos de carácter socio económico con el objetivo de dejar
delimitados los sectores de mayores riesgo que permitan la orientación de las medidas
para evitar o mitigar los daños.
Dentro de los diferentes métodos utilizados en los estudios de impacto ambiental se
encuentran los de definición de relaciones causa-efecto en forma cualitativa o
semicuantitativa, o técnicas de identificación como son también clasificados, dentro de
los cuales se emplea la técnica de matrices de revisión causa-efecto, la cual se ha
aplicado experimentalmente en estas investigaciones con la finalidad de obtener
información de la magnitud relativa del riesgo y su distribución en superficie que
permitiera la zonificación del territorio. [22, 23].
90
�A. Rodríguez Infante
Para realizar la zonificación de riesgos se tuvo en cuenta el comportamiento de cada
una de las variables analizadas en el epígrafe correspondiente a la metodología para el
análisis de riesgo así como el rango de variación de sus valores para el caso concreto
que nos ocupa. A continuación se analiza cada una de estas variables y los valores que
se le asignan en las diferentes situaciones en el ámbito territorial.
Amenaza ( H ): La actividad tectónica se pone de manifiesto en el territorio a través de
dos mecanismos: movimientos tectónicos lentos, denominado agente preparatorio y
movimientos rápidos o procesos sísmicos, denominado agente inmediato. Para esta
variable se le asignaron valores que oscilan en el intervalo de cero a dos, asumiéndose
el valor máximo -dos- para la amenaza que constituye el mayor factor de riesgo es
decir, la originada por los movimientos telúricos y en particular aquellos que presentan
una intensidad de moderada a alta, ya que la actividad sísmica de baja intensidad se
manifiesta de forma similar a los movimientos lentos; el valor intermedio - uno- se
asume para la amenaza que se pone de manifiesto a través de los movimientos
tectónicos lentos y el valor mínimo -cero- para el caso que nos ocupa es convencional y
despreciado debido a que está demostrado el carácter activo de la tectónica en el
municipio.
Vulnerabilidad ( V ): Es el grado de pérdida de un elemento o conjunto de elementos
bajo riesgo como resultado de un fenómeno natural de una cierta magnitud [57]. A esta
variable se le asignan valores de cero a tres correspondiendo el valor mínimo cero
cuando a través del proceso tectónico no ocurren daños en el medio ambiente, el valor
uno corresponde a la ocurrencia de daños que pueden ser recuperables; el valor dos
se asume en aquellos casos en que se originan pérdidas de carácter parcial ante la
ocurrencia de los agentes de riesgo y el valor máximo -tres- bajo las condiciones de
pérdida total de los elementos en riesgo.
Elementos en riesgo ( Er ): Esta variable determina la población, construcciones y
actividad socio económica en riesgo [57] y a ella se le asignan valores en el rango de
uno a cuatro, el valor uno corresponde a aquellos sectores en que se encuentran
expuestos al riesgo elementos del medio ambiente construido o del medio ambiente
natural de forma aislada o independiente, sin perjuicio directo al hombre; el valor dos se
asume para aquellos sectores en que de forma combinada están expuesto al riesgo
elementos del medio ambiente natural y construido, el valor tres se asigna cuando los
91
�A. Rodríguez Infante
elementos en riesgo constituyen un grupo perteneciente al medio ambiente en general
es decir que incluye los medios naturales, construidos y sociales, estando el valor
cuatro reservado para condiciones extremas donde todo el medio es afectado, lo cual
solo sería posible ante la ocurrencia de un terremoto de gran intensidad.
Riesgo total ( Rt ): El riesgo total que puede ocurrir en un territorio está determinado por
el volumen de los daños en el medio ambiente en general y se obtiene por el producto
de la amenaza, la vulnerabilidad y los elementos en riesgo. Conociendo estos
parámetros, se puede realizar la cuantificación puntual del valor del riesgo total para
cada sector de la superficie.
Todas las variantes posibles quedan expuestas en la tabla IV que a continuación se
muestra.
Tabla IV: Valores del riesgo total calculados para el área.
Vulnerabilidad Amenaza
Elementos de Riesgos Er
V
H
1
2
3
4
1
1
1
2
3
4
2
2
4
6
8
1
2
4
6
8
2
4
8
12
16
1
3
6
9
12
2
6
12
18
24
2
3
Con estos valores del riesgo total se procede a la confección del mapa de riesgos a
través del trazado de isolíneas del valor del riesgo total o asumiendo para cada
cuadrícula el valor calculado para su área, sombreando cada una de ellas en
dependencia de la magnitud del riesgo con una simbología ya establecida.
En el territorio de Moa la zonificación de riesgos se realizó a través del análisis de los
valores del riesgo total calculados en cada cuadrícula para cada una de las variantes
establecidas de la amenaza en el territorio, determinándose cuatro zonas de
intensidades de riesgo que se explican a continuación y que se muestran en el anexo
gráfico No.6.
92
�A. Rodríguez Infante
Zona de máximo peligro o riesgo: Esta zona corresponde a áreas de valores de riesgo
mayores a nueve para la amenaza que constituyen los movimientos tectónicos lentos y
continuos, y de dieciocho bajo las condiciones de ocurrencia de movimientos telúricos,
lo que constituye un indicador de la alta peligrosidad en la cual ella se encuentra.
Espacialmente la zona está limitada a dos áreas muy pequeñas, pero que ocupan una
posición desde la que pueden ocasionar grandes daños al medio ambiente.
La mas extensa está ubicada alrededor del puerto de Moa, donde la presencia de la
planta de amoniaco que presta servicio a la industria del níquel constituye un elemento
en riesgo, que al mismo tiempo, pone en peligro a todo el medio ambiente territorial
dado fundamentalmente por su ubicación geográfica y tectónica.
Tectónicamente la planta se encuentra ubicada coincidentemente sobre la falla Moa en
su tramo La Vigía, que se caracteriza por un carácter activo manifiesto a través de
desplazamientos verticales y horizontales según su plano de fractura, al mismo tiempo
que, debido a la posición respecto a los principales asentamientos poblacionales del
territorio y la dirección - este-oeste - predominante de los vientos como se muestra en
la figura No.11, se favorecería el proceso de propagación de los productos tóxicos
expandidos al medio en caso de ocurrencia de alguna ruptura o avería de la
instalación.
La otra zona de alto peligro del territorio lo constituye la presa Nuevo Mundo,
construida sobre el cauce del río Moa que corre sobre la falla de igual nombre, en la
zona donde esta se intersecta con las fallas Maquey y Caimanes formando un nudo
estructural de alta complejidad dado a los desplazamientos horizontales y verticales de
gran magnitud y sentido variable, tal y como quedó demostrado a través de las
mediciones geodésicas realizadas.
A pesar de haberse realizado la construcción de la presa según las normas técnicas
establecidas y tomándose como base para la construcción la intensidad máxima de VIII
grados en la escala MSK, hay que tener en cuenta que la base geológica utilizada
partía de la consideración de una tectónica pasiva, donde los desplazamientos según
los planos de fracturas eran considerados nulos.
El valor del riesgo total para esta zona está determinado por las deformaciones que
puede sufrir la cortina de la presa, lo cual puede provocar no solo la perdida de dicho
elemento y de las características del entorno en el cual ella se encuentra, sino también,
llegar en caso extremo de ruptura a provocar inundaciones con resultados catastróficos
93
�A. Rodríguez Infante
debido al volumen de agua acumulado, la altura a que se encuentra el vaso del
embalse, el cual fue construido para el sistema de descarga por gravedad y su posición
respecto a la zona de desarrollo socio económico.
Zona de alto riesgo: Corresponde a las áreas donde el valor del riesgo calculado es
mayor o igual a seis y menor que nueve para la amenaza que resulta de los
movimientos tectónicos lentos mas o menos continuos en el tiempo y mayor o igual de
doce y menor a dieciocho ante la ocurrencia de movimientos telúricos. Esta zona se
encuentra desarrollada en los alrededores de la anteriormente descrita, abarcando la
porción norte y central del área de trabajo, extendiéndose hacia el este hasta la zona
de Quemado del Negro donde se construye la nueva planta de níquel Moa y sus
alrededores y al oeste hasta el poblado de Centeno, prolongándose hacia el sur, hasta
la zona de la presa Nuevo Mundo.
La magnitud del riesgo que se alcanza en esta zona está determinado por causas de
origen natural así como factores de carácter antropogénico, en especial asociados con
el desarrollo socio económico. Dentro de las causas de origen natural se destaca la
presencia de las estructuras tectónicas activas que conforman las vías a través de las
cuales se pone de manifiesto la amenaza natural para el territorio, la posición
topográfica de la zona que corresponde a la mas baja y por ende constituye el colector
natural hacia donde van los detritos y residuos de las zonas mas elevadas por efecto
de la gravedad, sin dejar de tener en cuenta otros elementos como el equilibrio litoral
establecido bajo las condiciones de existencia de una barrera natural, que al ser
destruida o dañada puede provocar grandes afectaciones en el medio ambiente.
Desde el punto de vista antropogénico el mayor riesgo está dado por el desarrollo
minero metalúrgico en el territorio, razón por la cual se han construido centros
industriales que constituyen focos de alta peligrosidad así como sistemas de
comunicaciones y suministros que además de formar parte de los elementos en riesgo
son a su vez una amenaza de tipo indirecto.
En esta zona se concentra la mayor variedad de riesgos de la región, abarcando todos
los tipos concernientes al medio ambiente construido y social, así como algunos de los
riesgos del medio natural, los que han sido reflejados en el anexo gráfico de forma
resumida para toda la zona, partiendo de la imposibilidad de representar el riesgo
específico en cada punto debido a la densidad de símbolos que sería necesario para
ello.
94
�A. Rodríguez Infante
Es necesario aclarar que a esta zona, tal y como se representa en el mapa, pertenece
un sector del medio marino que va desde la zona portuaria hasta la barrera arrecifal, lo
que va a estar dado por la confluencia de dos estructuras activas de importancia como
son la falla Moa, en su tramo La Vigía y la falla Cabaña, al mismo tiempo de que el
sector constituye la vía de acceso a la terminal portuaria, lo que a su vez favorece los
procesos acumulativos al ser el mas deprimido de la zona.
Zona de peligrosidad media: A esta zona corresponden valores del riesgo total mayores
o iguales a cuatro y menores a seis para la amenaza de tipo uno - movimientos
tectónicos lentos - y valores en el intervalo de ocho a doce para la amenaza referida a
los movimientos sísmicos.
Dentro de esta zona los valores de la vulnerabilidad promedio en las áreas emergidas
es de dos, al estar el peligro referido a las posibles pérdidas parciales en el medio
ambiente, natural o construido, sin afectaciones directas al hombre; mientras que en la
zona marina la vulnerabilidad llega hasta tres, al poder ocurrir la destrucción total del
medio por ruptura de la barrera arrecifal, lo que implicaría el cambio de las condiciones
dinámicas marinas, generando una nueva amenaza para el medio construido y social
por encontrarse en el litoral los principales asentamientos poblacionales.
Esta zona constituye la de mayor difusión en el territorio, encontrándose espacial y
genéticamente asociada a zonas periféricas interiores de los bloques morfotectónicos
en ascenso, haciéndose mas pronunciada en aquellos sectores donde es mayor el
levantamiento.
Los tipos de riesgos mas frecuentes para esta área de peligrosidad moderada son los
deslizamientos asociados a las superficies de altas pendientes de génesis tectónica, el
aumento de la erosión vertical y las variaciones del nivel del manto freático, sin negarse
la posibilidad de que ocurran rupturas de vías de comunicaciones, redes de abasto de
agua o electricidad y afectaciones en viviendas o construcciones aislada.
Dentro de esta área se encuentra la mayor parte de la porción marina de la región de
estudio, la que es cortada en dirección casi perpendicular por la mayoría de las
estructuras activas del territorio y por ende afectada por los movimientos verticales, lo
que pone en peligro la vida de los organismos planctónicos que constituyen los
arrecifes coralinos y por tanto la existencia de la propia barrera.
95
�A. Rodríguez Infante
Zonas de baja peligrosidad: Esta zona está referida a aquellos sectores que presentan
valores del riesgo total menores a cuatro y ocho ante las variantes de amenaza de
movimientos lentos o rápidos respectivamente, estando sometido a los efectos del
riesgo solo el medio ambiente natural a través de la intensificación de los procesos
erosivos, predominando la variante uno de vulnerabilidad tomando en consideración
que los posibles daños sean recuperables y en gran medida evitables ante la acción
conservadora del hombre, pudiendo ocurrir solo pérdida total en aquellos sectores
donde los elementos del relieve en riesgo no permitan su protección como ocurre en la
zona de desarrollo de relieve cársico hacia el sur de la región, en el área del Alto de La
Calinga.
Estas zonas de baja peligrosidad se encuentran tectónica y espacialmente ubicadas en
la parte central e interior de los bloques morfotectónicos, distribuidas de forma bastante
homogénea por toda el área de trabajo, exceptuando el extremo suroccidental, donde
se asumió un valor del riesgo total igual a tres a partir de la ocurrencia de daños
recuperables al medio ambiente en general debido a la ausencia de actividad
antropogénica intensa y al equilibrio y regularidad del relieve. No obstante a lo anterior
es recomendable para esta zona realizar determinaciones mas detalladas no sólo de
las estructuras geológicas, sino también para los elementos en riesgos y tipos de
riesgos específicos posibles a ocurrir.
Además de la zonificación de riesgos, en el mapa aparecen representados los
principales tipos específicos que pueden ocurrir en cada punto o sectores de la
superficie.
Partiendo del conocimiento que ya se tiene de los peligros y riesgos en la región se
propone el siguiente plan general de medidas:
Orientar a las instituciones y organismos competentes la evaluación de las afectaciones
actuales y posibles a ocurrir en instalaciones y áreas jurisdiccionales, debido a la
acción de los movimientos tectónicos lentos, lo que permitirá establecer las medidas
para contrarrestar sus efectos.
Orientar a los órganos de defensa municipal la confección del plan de medidas ante
desastres naturales, específicamente en lo que corresponde a la actividad sísmica y
que comprende dos etapas, previa y posterior al terremoto y que siempre deberá partir
del sistema de educación masiva.
Exigir a la industria del níquel el replanteo definitivo de la planta de amoniaco debido a
la alta peligrosidad que representa para todo el territorio.
96
�A. Rodríguez Infante
Establecer un sistema de control de los movimientos a través de mediciones
geodésicas cíclicas de todas aquellas estructuras activas que constituyen un riesgo
medioambiental, siendo fundamentales para la zona las fallas Moa y Cabaña debido a
los objetos de obra asentados sobre ellas y ser las estructuras que cortan el
asentamiento socio económico mas grande del territorio.
Establecer el sistema de monitoréo que corresponde a la presa Nuevo Mundo que
permita determinar las posibles alteraciones de su estructura constructiva y tomar las
medidas que al efecto se establezcan.
Hacer funcionar en el municipio el sistema de gestión ambiental que pueda determinar
y evaluar los riesgos e impactos a que se encuentra expuesto el medio ambiente y
establecer las medidas preventivas o correctivas según sea el caso.
Conclusiones.
Durante el desarrollo del capítulo quedó establecido que en el territorio en que se
desarrollaron las investigaciones existe la amenaza ambiental de génesis geológica y
específicamente tectónica que de forma lenta o violenta se pone de manifiesto a través
de las estructuras activas que en el mismo existen y que pueden originar riesgos de
gran magnitud a partir de la existencia de obras de gran complejidad constructiva y de
alta peligrosidad.
Los diferentes tipos de riesgos que pueden manifestarse en el territorio originados a
través de la actividad tectónica así como las cuatro zonas de magnitudes diferentes de
riesgos, fueron determinadas a través del estudio geológico, geomorfológico y
topográfico, descritas en el trabajo y cartografiadas en el mapa de zonificación de
riesgos que se muestra en el anexo gráfico No.6, a partir de lo cual es posible proponer
un plan de medidas generales que permitan el desempeño de la labor de gestión
ambiental. Sin embargo, es necesario señalar que la propia actividad socio económica
del hombre puede provocar la intensificación de estos riesgos, haciendo mas complejo
el proceso de previsión y prevención.
97
�A. Rodríguez Infante
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
98
�A. Rodríguez Infante
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Conclusiones.
Después de analizados los resultados obtenidos de la aplicación del conjunto de
métodos de investigaciones utilizados en el desarrollo del trabajo, se llegaron a las
siguientes conclusiones:
•
En el área de las investigaciones se encuentran claramente delimitadas dos zonas
geomorfológicas,: La zona de llanuras, ubicada en la zona norte, desde la barrera
arrecifal hasta sectores de cotas de 100 –150 m y génesis asociada a la actividad
fluvial, marina y palustre, donde predominan los procesos acumulativos sobre los
erosivos, condicionado por los elementos morfológicos, posición espacial, al bordear
la zona de desarrollo de las cortezas lateríticas, y por la propia dinámica del litoral,
que al estar bordeado por la barrera coralina favorece los procesos acumulativos
que son preponderantes respecto a los erosivos. La otra zona geomorfológica está
representada por el sistema de montañas y submontañas ubicadas en toda la
porción sur y central del área, con pequeños sectores aislados hacia el norte,
predominando las elevaciones de cimas aplanadas ligeramente diseccionadas sobre
las cuales se desarrollan potentes cortezas ferroniquelíferas. En esta zona se van a
encontrar un conjunto de formas del relieve de gran interés como barrancos
desarrollados en las zonas de fallas activas, fundamentalmente en los sectores de
mayor levantamiento tectónico, y las formas cársicas formadas sobre las rocas
serpentiníticas en los sectores de máxima altura en el área del Alto de La Calinga.
•
Tectónicamente el área investigada se caracteriza por el predominio de estructuras
disyuntivas originadas en cuatro periodos geotectónicos diferentes, condicionados
por los eventos regionales que han afectado al Bloque Oriental Cubano. Las
estructuras más antiguas se encuentran geneticamente asociadas a los procesos
compresivos que provocaron la acreción oceánica y con ella, el emplazamiento del
complejo ofiolítico. Las estructuras de este sistema no presentan una dirección
predominante debido a los numerosos eventos que lo han dislocado.
El segundo sistema cronológico corresponde a las estructuras formadas durante la
colisión y obducción del arco volcánico Cretácico sobre el paleomargen de Bahamas
99
�A. Rodríguez Infante
que concluye en el Eoceno medio (?) y que constituye en la actualidad el sistema
más importante al ocurrir a través de él los mayores desplazamientos verticales y
horizontales y constituir los límites de los bloques morfotectónicos. Las orientaciones
predominantes para este sistema son noreste y norte-noroeste.
El tercer sistema tiene geneticamente está asociado a los desplazamientos
tangenciales entre la Placa Norteamericana y la Placa Caribe que se imician en el
Eoceno Medio-Superior originándose fallas de deslizamiento por el rumbo -strikeslip- que en el área están representadas por las estructuras Cananova y El Medio, a
través de las cuales ocurre la rotación entre bloques y sub-bloques morfotectónicos.
El sistema mas joven corresponde a fallas post-miocénicas resultantes de la
descompresión de los bloques sometidos al mayor levantamiento regional, las que
se van a caracterizar por una orientación predominante norte-sur y se reflejan en el
relieve a través de la formación de barrancos y alineaciones fluviales.
•
Para el área investigada fueron determinados nueve bloques morfotectónicos, los
que se caracterizaron a través de la morfología de sus superficies, litologías que los
constituyen, estructuras que los afectan y tendencia de los desplazamientos
verticales y horizontales a que están sometidos. Estos bloques constituyen un
sistema de horts y grabens que a su vez conforman el mayor bloque en ascenso del
extremo nororiental cubano.
•
En las investigaciones realizadas pudo caracterizarse la actividad neotectónica del
territorio, que se pone de manifiesto a través de los sistemas de estructuras activas
por medio de movimientos verticales, horizontales y rotacionales entre los diferentes
bloques y sub-bloques morfotectónicos. A través de los diferentes métodos
empleados se hizo evidente el predominio de los desplazamientos verticales de
carácter ascendente, sin negar el papel que desempeñan en la geodinámica
territorial los desplazamientos rumbo deslizantes, rotacionales y verticales de
descenso relativo.
•
A partir de la caracterización de los movimientos neotectónicos contemporáneos que
se ponen de manifiesto a través de mecanismos lentos y rápidos (sismos), se
concluyó la existencia de riesgos de origen geológico para el medio ambiente,
determinándose los principales tipos de riesgos específicos posibles a ocurrir para
cada una de las dimensiones medioambientales, lo que junto al conocimiento de la
susceptibilidad a los daños que pueden provocar y los elementos en riesgo que
100
�A. Rodríguez Infante
existen, permitió la determinación de la magnitud del riesgo total para cada punto del
territorio, concluyéndose que en las áreas correspondientes a la zona de la presa de
agua Nuevo Mundo y en la zona portuaria, donde se encuentra localizada la planta
de amoniaco constituyen los sectores de máximo riesgo total del territorio.
•
Con el estudio de las variables que determinan la magnitud del riesgo total y las
principales estructuras activas, se confeccionó el Mapa de riesgos del territorio
donde quedaron establecidas cuatro zonas por su grado de peligrosidad ante los
efectos de los procesos tectónicos ya sean lentos o violentos. Las zonas de máxima
y gran peligrosidad se localizan en las áreas de asentamientos socioeconómicos y
en la zona litoral limítrofe con las mismas, mientras que las zonas de menor riesgo
se ubican en los sectores interiores de las elevaciones que se desarrollan al sur y
centro del territorio, proponiéndose finalmente un plan de medidas generales
tendiente a contrarrestar o mitigar los efectos de la actividad tectónica sobre el
medio ambiente.
Recomendaciones.
Después de culminadas las investigaciones del territorio se hace necesario
recomendar:
•
Profundizar en el estudio tectónico de los extremos sureste y suroeste del área
investigada y de la parte sur colindante, donde existe un menor volumen de
información geológica y geodésica y que constituyen zonas de interés para el
territorio por la posible y necesaria expansión de la actividad minera.
•
Establecer un sistema de control geodésico cíclico alrededor de las estructuras
tectónicas activas de mayor influencia en el contexto regional que permita
determinar con mayor precisión la magnitud y sentido de los desplazamientos
contemporáneos.
•
Crear las condiciones para el funcionamiento de la estación sismológica y el
establecimiento del mareógrafo que permitan caracterizar con mayor exactitud la
geodinámica territorial.
•
Alertar al gobierno municipal y a las instituciones responsabilizadas con la gestión
ambiental de los graves riesgos a que se encuentra expuesto el territorio por la
101
�A. Rodríguez Infante
degradación progresiva de su superficie, debido al crecimiento socio económico que
conlleva a la pérdida del equilibrio en el medio ambiente natural.
•
A partir del plan de medidas generales propuesto en el trabajo, orientar a los
organismos y entidades del municipio la confección de planes específicos de
protección ante los riesgos de origen tectónico con vista a mitigar los efectos
dañinos.
•
Profundizar en el estudio de las estructuras con vista a valorar su incidencia en el
desarrollo y conservación de la cortezas de intemperismo ferroniquelíferas y otras
posibles manifestaciones minerales asociadas a ellas.
102
�A. Rodríguez Infante
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�A. Rodríguez Infante
RELACION DE MATERIALES GRAFICOS
Anexos Gráficos.
Anexo No.1 Mapa de ubicación geográfica, puntos de muestreo y puntos de control
geodésico. Escala del original 1: 100 000.
Anexo No.2 Mapa Geomorfológico. Escala del original 1: 50 000.
Anexo No.3 Mapa Fotogeológico. Escala del original 1: 50 000.
Anexo No.4 Mapa Morfotectónico. Escala del original 1: 50 000.
Anexo No.5 Mapa Geodinámico. Escala del original 1: 100 000.
Anexo No.6 Mapa de Riesgos. Escala del original 1: 50 000.
Figuras.
Figura No.1: Esquema tectónico de Cuba oriental según Nagy y otros, 1976.
Figura No.2: Esquema tectónico de Cuba oriental según Cobiellas y Rodríguez.
Figura No.3: Evolución geológica en la zona límite entre las placas Norteamericana y
del Caribe.
Figura No.4: Perfiles geodésicos de la línea geodinámica Moa.
Figura No.5: Zona de falla Cayo Guam - Quesigua - El Medio.
Figura No.6: Mapas morfométricos de la zona Nuevo Mundo, en la falla Moa.
Figura No.7: Zona de falla Cananova.
Figura No.8: Diagramas de agrietamiento.
Figura No.9: Diagramas de agrietamiento.
Figura No.10: Zona de origen de terremotos.
Figura No.11: Dirección promedio anual de los vientos en la zona de Moa.
Tablas.
Tabla I: Litologías presentes en el área de estudio.
Tabla II: Criterios de identificación de fallas.
Tabla III: Características de los bloques morfotectónicos.
Tabla IV: Valores del riesgo total.
117
�A. Rodríguez Infante
Fotografías.
Fotografía No.1: Falla Cayo Guam.
Fotografía No.2: Falla Moa.
Fotografía No.3: Falla Miraflores.
Fotografía No.4: Falla Cabaña.
Fotografía No.5: Falla Cananova.
118
�ANEXOS
�dH,mm
20
0
614785
PGM-18
615498
PGM-17
PGM-16
615449
615500
PGM-15
614782
0-155X
614780
69994
PGM-14
614777
PGM-13
615501
PGM-12
615502
614773
PGM-11
PGM-10
PGM-9
614768
615214
614771
PGM-8
615503
PGM-7
615504
615049
615506
PGM-6
614765
PGM-5
614764
69634
69633
PGM-4
PGM-3
69630
PGM-2
869627
614765
PGM-1
69625
-40
615505
-20
PTOGR MOA
A
-60
0
20
40
60
dH,mm
20
0
4/1990 - 12/1993
-20
B
-40
4/1990 - 11/1994
-60
80
10/1996
40
12/1997
4/1996
6/1995
0
11/1994
C
- 40
11/1995
- 80
Figura No.4: Perfiles geodésicos de la línea geodinámica Moa. A: Ciclo 12/93-11/94, B: en rojo 4/90-12/93, en azul
4/90-11/94 y C: líneas de diferencia respecto a 12/93.
��Figura No. 6: Mapas Morfométricos de Moa, en la zona de Nuevo Mundo.
��Figura No. 7: Zona de la falla Cananova. 1. Falla Cananova, 2. Fallas, 3. Dirección del
agrietamiento, 4. Escarpe, 5 y 6. Isobasitas de segundo y tercer orden, 7. Zona de minería, 8.
�Divisoria de las aguas, 9. Relieve de montaña y 10. Relieve de llanura.
.
�Figura No. 8: Diagramas de Agrietamiento. A y B, Puntos situados en el bloque Miraflores, al norte de la falla Cananova,
D y E, al sur de la misma falla y equidistantes de los puntos anteriores, C y F, diagramas resúmenes del agrietamiento de los
bloques Miraflores Norte y Sur respectivamente; G, H e I, puntos situados en el bloque El Toldo al norte y sur de la falla Punta
Gorda y al suroeste de Cayo Guam.
��Figura No. 9: Diagramas de Agrietamiento. J y K, puntos situados en el bloque El Toldo, en la zona de Calentura; L y M, corresponden a la
parte occidental y nororiental del bloque Cayo Guam; N y O, a los bloques Cupey Norte y Sur respectivamente.
�Figura No. 10: Zona de origen de terremotos. Región Oriental de Cuba. CENAIS, 1982. 1-1: Oriente 1 (8), 1- 2:
Oriente 2 (7,6), 1- 3: Oriente 3 (7,6), 2: Cauto - Nipe (7), 3- Sabana (6- 7), 4: Cauto- Norte (6,5), 5: Baconao (6-
�7), 6: Purial (6,5), 7: Santiago -Moa (5), 8: Palenque (5), 9: Guaso (5), 10: Santiago – Bayamo (5,5), 11: Bayamo
(6) y 12: Cubitas (5,5).
�MOA
MIRAFLORES
CABAÑA
QUESIGUA
N48ºE
N25ºE
N35ºE
N25ºW
N56ºE
N70ºE
N10ºE
N40ºW
ESPEJOS DE FRICCION
FORMACION DE ESCARPES DE FALLAS
MINERALIZACION SECUNDARIA EPITERMAL
ANOMALIAS GRAVIMETRICAS
FORMACION DE BARRANCOS
VARIACION DIRECCION DEL AGRIETAMIENTO
DESPLAZ. ELEMENTOS GEOLOGO ESTRUCT.
CIZALLAMIENTO INTENSO
VARIACIONES HIPSOMETRICAS BRUSCAS
ALINEACION BRUSCA DEL RELIEVE
DESPLAZA. GEODESICO VERTICAL
CAMPO MAGNETOMETRICO ANOMALO
ALINEACION GRADIENTE MAGNETOMETRICO
ALTERACION DE VALORES MORFOMETRICOS
CONTACTOS LITOLOGICOS ALINEADOS
DESPLAZ. DE LINEAS COSTERAS
RECTIFICACION DE COSTAS
RECTIFICACION DE SISTEMAS FLUVIALES
ALINEACION DE CURSOS FLUVIALES
DESPLAZ. DEPOSITOS CUATERNARIOS
DESPLAZ. BARRERA ARRECIFAL
VERTICALES
CAYO GUAM
N10ºW
N30ºW
N15ºW
HORIZONTALES
P
LOS INDIOS
ORIENTACION
NOMBRE
SISTEMA
A
L
E
O
G
E
N
I
C
O
DESPLAZAMIENTO DEL RELIEVE
Tabla II. Criterios de identificación de fallas.
CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN E INTERPRETACION
ESTRUCTURAS
DESPLAZAMIENTOS
0,7 km
1,5-2,5 km
8mm/0,9a
1 km
16mm/0.9a
0,5 km
3 km
8mm/0,9a
salto 400m
9mm/0,9a
1,6-2 km
2mm/0,9a
�MAQUEY
MIO CANANOVA
CE
NI EL MEDIO
CO
N65ºE
N78ºE
N53ºW
N40ºE
1,5 km
1,5 km
80 m
�BLOQUES
RELIEVE
ISOBASITAS (m)
DO
2
Cananova
Miraflores
Cabaña
Maquey
El Lirial
Moa
El Toldo
C.Guam
Cupey
ORDEN
Llanuras
Montañas
bajas disec,
Llanuras y
premontañas
Montañas
bajas
Premontañas
Llanuras y
Mont. bajas
Montañas
bajas
Montañas
bajas
Premontañas
y Mont. bajas
ER
3
DISECCION
VERTICAL
(m/km2)
DIRECCION
AGRIETAMIENTO
TENDENCIA DE LOS MOVIMIENTOS
RELATIVOS
VERTICALES
HORIZONTALES
ORDEN
50
40
10-70
N40ºE, N45ºW
Descenso
300
100
230-390
N25ºE, N15ºE
Ascenso
200
150
40-100
400
350
450
250
150
60-130
350
300
370
N20ºE
Ascenso
NE
900
800
550
N85ºW
Ascenso
NE
300
250
230
N5ºE, N78ºE
Ascenso
S
450
350
460
N50ºW, N50ºE
Ascenso
Descenso
N40ºW
SE
N-NW
NE
SW
E
Ascenso
Ascenso
Tabla # 2: Características de los bloques morfotectónicos
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
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Estudio morfotectónico de Moa y áreas adyacentes para la evaluación de riesgos de génesis tectónica
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An entity primarily responsible for making the resource
Alina Rodríguez Infante
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
1998
Type
The nature or genre of the resource
Tesis de doctorado
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/d159667516d42375a0704fbeda5af122.pdf
647b3c1391164f3739ee2eaaa26cad3f
PDF Text
Text
Tesis Doctoral: CIENCIAS TÉCNICAS
Metodología para el pronóstico, planificación
y control integral de la minería en
yacimientos lateríticos
ARÍSTIDES AlEJANDRO LEGRÁ LOBAINA
MOA 1999
www.ismm.edu.cu/edum
�REPÚBLICA DE CUBA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA
DEPARTAMENTO DE MINAS
TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS
AUTOR: LIC. ARÍSTIDES ALEJANDRO LEGRÁ LOBAINA
MOA, 1999
�Introducción
Resumen
En los últimos años se ha podido enfocar la actividad minera como un sistema que busca
resultados óptimos en todas las etapas del proyecto, desde el estudio de viabilidad hasta la
declaración de agotamiento de los yacimientos y por consiguiente el cierre de la empresa. Este
enfoque ha sido necesario y posible debido a que:
1. Muchos yacimientos no presentan suficiente mineral con altas leyes de componentes útiles
y distribución uniforme del mineral lo cual solo permite una minería cada vez más selectiva.
2. Ha aumentado la demanda mundial de ciertos materiales que se obtienen mediante
procesos mineros o minero - metalúrgicos.
3. La disponibilidad de capitales para desarrollar proyectos mineros se basa cada vez más en
elevar la confianza de los inversionistas en la seguridad de los estudios técnico económicos que se realizan los cuales garantizan la rentabilidad económica y la
disminución de los riesgos.
4. Las ciencias geológicas, mineras y otras afines han desarrollado un gran caudal de
conocimientos teóricos y prácticos.
5. El desarrollo técnico ha incrementado la presencia de: equipos cada vez más adecuados
(por sus parámetros técnicos y por sus dimensiones) a las situaciones concretas del estudio
y explotación de cada yacimiento, equipos sensores, medios de comunicación, software y
hardware (generales y específicos para estas tareas) y técnicas y equipos de control y
automatización de procesos.
6. En el caso especial de Cuba, la industria que realiza la extracción del Ni y el Co se ha
convertido en uno de los pilares en los que se sustenta el desarrollo del país y es una de las
que enfrenta en la actualidad el reto del Perfeccionamiento Empresaria, vía para lograr un
nivel competitivo mundial. Este Perfeccionamiento Empresarial como proceso integral no
puede soslayar el perfeccionamiento tecnológico.
En los yacimientos lateríticos del nordeste de la provincia Holguín que se han explotado en
función de la extracción del Ni desde el año 1943 se presenta una situación polémica.
Existen un conjunto de leyes y normas oficiales tales como la Ley de Minas , Ley de Medio
Ambiente, etc., que definen los principios y reglas para ejecutar los trabajos geológicos y
mineros lo cual es controlado en su cumplimiento por la Unión de Empresas del Níquel y la
Oficina Nacional de Recursos Minerales del Ministerio de la Industria Básica y por el Ministerio
de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente.
Por otra parte, cada una de las minas de las tres industrias niquelíferas que están en
producción hoy día en Cuba, tienen conjuntos de reglas que, respetando las del nivel superior,
responden a las tradiciones y experiencias particulares de cada mina y aún, cuando se han
incorporado conocimientos teóricos y prácticos nacionales y extranjeros (también tecnología),
en ninguna de ellas se ha logrado conformar un sistema o metodología que enmarque todos
estos conocimientos y experiencias en un soporte informativo que permita no solo el desarrollo
de las tareas sino que también se dirija conscientemente a la optimización de las mismas.
La presente investigación sin pretender abarcar todas las tareas conocidas (pues no se
tratarán en detalle los problemas relacionados con los caminos mineros, transporte, hidrología,
�almacenamiento, homogeneización, rehabilitación y reintegro) estudia los tres principales
elementos del trabajo minero en los yacimientos lateríticos: el pronóstico, la planificación y el
control, los cuales une en un metodología que contempla:
1. Diseño y manejo del sistema informativo de los datos y resultados mediante archivos tipo
texto, tablas y gráficos planos y tridimensionales, etc.
2. Los resultados de las investigaciones geológicas y mineras más recientes desarrolladas en
yacimientos lateríticos de esta región.
3. Técnicas matemáticas actuales relacionadas con la Interpolación Polinómica, la
Geoestadística Lineal, la Interpolación por Splines en espacios euclidianos Rn, técnicas de
la Teoría de los Elementos Finitos y de la Optimización Binaria.
La metodología antes mencionada está siendo llevada parcialmente a la práctica en un
software desarrollado en ambiente Windows llamado TIERRA (ver Anexo 3) destinado a la
Subdirección de Minas de la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa, provincia
Holguín.
En el trabajo desarrollado se demuestra que es posible modelar los yacimientos lateríticos
atendiendo a ciertas características geológicas productos del proceso de intemperización y de
la yacencia y que uniendo esta modelación con técnicas adecuadas de planificación y control,
entonces, el sistema resultante permite el seguimiento de la extracción del mineral (en toda la
explotación del yacimiento) y la toma de las decisiones necesarias para disminuir los
parámetros que influyen negativamente en el proceso: pérdidas, empobrecimiento, no
cumplimiento del volumen y de la calidad del mineral enviado por unidad de tiempo al proceso
metalúrgico, buen uso del equipamiento y permite lograr afectaciones ecológicas pequeñas.
En la memoria escrita se exponen los argumentos que se tuvieron en cuenta para realizar el
análisis de cada aspecto y llegar a las conclusiones y recomendaciones que se exponen
Problema que se toma en consideración
El funcionamiento de la industria cubana del níquel, cuya importancia aumenta cada día en la
economía del país, depende básicamente de la eficiencia de la extracción de la materia prima
mineral y de su procesamiento metalúrgico. El proceso extractivo debe garantizar los
volúmenes y calidades requeridas por la industria metalúrgica durante cada período de tiempo;
para ello, partiendo de las recursos minerales estimados, deben precisarse los volúmenes de
escombro y de las reservas mineras en función de las condiciones reales del yacimiento y del
equipamiento disponible. Esto se realiza mediante la modelación del yacimiento a partir de
parámetros geométricos, geoquímicos, geofísicos, y mineralógicos (lo cual facilita
la
realización de pronósticos); mediante la planificación de la minería a largo, mediano y corto
plazos (atendiendo a las solicitudes de la industria metalúrgica, al equipamiento de extracción y
transporte disponible, a las reservas mineras listas y a las condiciones geográficas y
ambientales) y mediante el control eficiente de la geometría del yacimiento y del mineral
extraído y disponible (control en el tiempo, en el espacio y por equipamiento de extracción); sin
embargo, a pesar de las normas que rigen la actividad minera en Cuba, no existe en nuestro
país una metodología integrada para el pronóstico, el control y la planificación de la minería en
los yacimientos lateríticos y esto constituye el problema que se toma en consideración.
�Objetivo de la Investigación
El objetivo de esta investigación es crear una metodología actualizada para el pronóstico,
planificación y control de la minería en yacimientos lateríticos.
Hipótesis del Trabajo
Si se modelan los yacimientos lateríticos atendiendo a sus características de estratificación y
al nivel de madurez del proceso de intemperización y se une esta modelación con las técnicas
adecuadas de planificación y control de la minería, entonces, el sistema resultante permite el
seguimiento de la extracción del mineral en toda la explotación del yacimiento y la toma de las
decisiones necesarias para disminuir los parámetros que influyen negativamente en el proceso:
pérdidas, empobrecimiento, no cumplimiento del volumen y de la calidad del mineral enviado
por unidad de tiempo al proceso metalúrgico, uso inadecuado del equipamiento y además
permite lograr afectaciones pequeñas al medio ambiente.
Tareas de la Investigación
Para lograr el objetivo planteado deben cumplirse las siguientes tareas:
1. Análisis crítico del conjunto de datos que constituye la información primaria disponible
desde el punto de vista de su estructura y fiabilidad.
2. Modelación de parámetros del mineral de los bloques del yacimiento atendiendo a las
características de estratificación del material que lo forma
y a su grado de madurez
mediante herramientas de la Geoestadística Lineal y la Interpolación por Esplines.
3. Modelación geométrica de las capas tecnológicas de la corteza de intemperismo en los
bloques de un yacimiento.
4. Descripción de métodos para la validación práctica de la modelación desarrollada.
5. Análisis del cálculo de volúmenes y planteamiento de soluciones a diferentes situaciones.
6. Análisis de la estimación de las masas volumétricas y elaboración de un método de
pronóstico de las mismas.
7. Propuesta de un método de cálculo de recursos que mejore la precisión del actual.
8. Desarrollo de algoritmos para la determinación del material que pasará a ser parte del
escombro y del mineral minable.
9. Creación de una estructura informativa para desarrollar a planificación de un yacimiento
como proceso integral , continuo y dinámico en el tiempo.
10. Creación de una estructura informativa para el control de la topografía del yacimiento y las
herramientas para su manejo.
11. Creación de una estructura informativa para el control de la minería y las herramientas para
su manejo.
Métodos de Investigación Utilizados
1. Investigación bibliográfica y en archivos de empresas.
2. Investigación teórica.
3. Modelación numérica.
4. Simulación computacional.
Novedad Científica
La novedad científica consiste en el establecimiento de un modelo tridimensional geométrico y
geoquímico de cada bloque del yacimiento laterítico, basado en el uso de la Geoestadística
�Lineal y la Interpolación por Splines, el cual permite recalcular con mayor precisión los recursos
geológicos y junto a las técnicas de planificación y control de la minería constituye una
metodología para la explotación eficiente de estos yacimientos.
Aportes Particulares Teóricos y Prácticos
1. Modelo de variograma teórico para casos de comportamiento no decrecientes con alcance
ha, meseta Me y efecto pepita C0 del variograma experimental mediante un ajuste mínimo
cuadrado condicionado que consiste en buscar, usando el Principio de los Mínimos
Cuadrados, los coeficientes reales K1, K2, K3 que mejor ajustan la función variograma
γ(h)=K1 e-α h/ha + K2 e-β h/ha + K3 e-δ h/ha ; α, β y δ son valores reales diferentes entre si dos a
dos y le imponemos condiciones para que dicha función pase por los puntos (0,C0) y
(ha,Me).
2. Descripción de las zona de influencia geoestadística mediante splines lineales en
coordenadas polares y bilineales en coordenadas esféricas.
3. Nuevas fórmulas para la corrección de la anisotropía geométrica.
4. Demostración del teorema que afirma que el spline bicúbico obtenido de manera iterada por
el algoritmo de Cheney - Kincaid es el mismo que se obtiene por la definición clásica.
5. Demostración de que la interpolación lineal clásica, vista en el caso de R2 y R3, es bajo
ciertas condiciones, un caso particular de un método de Kriging, lo cual permitió obtener las
fórmulas de estimación del error de interpolación de estos dos casos.
6. Estimación de las masas volumétricas por capa tecnológica en cada pozo de exploración
como función de las coordenadas y % de Ni, Fe y Co (usando datos de los pozos criollos).
7. Algoritmo para el cálculo de volumen por integrales iteradas con error mínimo de las curvas
de interpolación mediante redes cuadradas arbitrarias usando de forma iterativa la fórmula
de Gauss y la transformada LL.
8. Uso de la relación intercalación/mineral como un aspecto a considerar dentro de los
modelos matemáticos desarrollados para la planificación de la minería en los yacimientos
lateríticos cubanos.
Estructura de la Tesis
La presente memoria escrita, desarrollada en WORD 6.0, letra ARIAL N0 10 con interlineado
1.5, está compuesta de Introducción, 5 Capítulos, 8 Conclusiones, 13 Recomendaciones, 158
Fuentes Bibliográficas consultadas así como 48 Anexos. Todo el texto consta de 182 fórmulas
y expresiones matemáticas, 35 tablas y 42 figuras gráficas.
El texto se presenta en 99 páginas para la memoria y 86 páginas para los anexos con un total
de 185 páginas distribuidas en 7912 párrafos, 12968 líneas y 73991 palabras.
�Capítulo 1: Análisis del estado actual del tema.
1.1 El pronóstico, la planificación y el control como aspectos esenciales de la minería.
Toda proyecto o actividad humana que aspire a obtener resultados al menos satisfactorios
debe considerar tres aspectos esenciales:
a. Conocimiento de los recursos disponibles, de la tecnología y de los resultados
esperados.
b. Planificar en el tiempo las tareas que se realizarán y los recursos humanos y técnicos
que se utilizarán en cada una de ellas.
c. Controlar las actividades desarrolladas en función del lógico seguimiento informativo del
desarrollo de los planes y, sobre todo, para conocer los elementos que permitan
distribuir con mayor precisión los recursos disponibles en cada instante y lugar con el
objetivo de reajustar los planes con criterios de optimización.
En el caso de la minería, considerada como una de las más antiguas actividades productivas
del hombre, estos tres aspectos revisten singular importancia debido principalmente a que
los recursos minerales disponibles no son totalmente conocidos, a que la actividad minera
es costosa y de importantes repercusiones negativas en el medio ambiente y a que es una
actividad compleja cuyo desarrollo precisa de profesionales capaces y equipamiento
técnicamente complejo y específico para cada tipo de minería.
En la minería podemos definir la actividad del Pronóstico como aquella que, a partir de un
conjunto
de
mediciones
geométricas,
geofísicas,
geoquímicas,
climatológicas,
hidrogeológicas, etc., permite desarrollar modelos descriptivos, gráficos, analíticos, entre
otros, de ciertas propiedades del mineral (y de su yacencia) o de otros elementos
relacionados con este y a partir de estos modelos se pueden estimar valores de estas
propiedades o nuevas propiedades y sus valores. Esta actividad permite precisar los
recursos y reservas minerales disponibles (ver anexo 45) en cada instante y lugar; permite
elaborar diferentes variantes de un proyecto minero y además es parte del sistema de
reajuste del proyecto durante su ejecución.
La actividad de Planificación es aquella que considerando o determinando los recursos y las
reservas minerales, humanos y técnicos disponibles así como las necesidades planteadas
por la entidad que solicita cierta cantidad de mineral con una calidad dada y en un período
de tiempo determinado, organiza en espacio y tiempo un conjunto de actividades: apertura,
preparación, corte, arranque, rehabilitación y reintegro, que garantizan la satisfacción de
estas necesidades mediante un flujo de mineral, teniendo en cuenta los reglamentos de
Protección e Higiene del Trabajo, las normas de Protección del Medio Ambiente y el
principio del aprovechamiento provechoso, racional y máximo de los recursos.
La actividad del Control es el sistema de tareas que permite en primer lugar un seguimiento
informativo del desarrollo de los planes (incluyendo la calidad y la rentabilidad) y en
segundo lugar el análisis de los resultados para la elaboración de criterios que permitan
reajustar los datos en que se basa el pronóstico y por tanto mejorar la planificación. El
control puede tener diferentes niveles de automatización en la obtención de información, en
su almacenamiento, en su procesamiento y en el envío de esta información y de
recomendaciones u órdenes a los sistemas de pronóstico y de planificación. En la minería,
�el control de las propiedades, fenómenos y procesos relacionados con los recursos
humanos, ambientales, minerales y técnicos se desarrolla en el espacio y en el tiempo.
En la actualidad estas tres actividades son objeto de investigaciones particulares y generales
en los diferentes tipos de minería que se realizan. Los mayores esfuerzos se concentran en
la definición de sistemas o proyectos integrales de minería y en la incorporación de
tecnologías que contengan sistemas automatizados de toma y procesamiento de muestras
donde los mayores avances se tienen en el uso de novedosos métodos de análisis de
propiedades de los minerales, la incorporación de técnicas computacionales a los sistemas
informativos y de modernas herramientas de modelación y cálculo matemático para el
pronóstico y la planificación (sobresalen las técnicas de simulación); el aumento del control
automático a través de los sistemas GPS (Global Position System) y GIS (Geographical
Information System), de la cartografía automática y de sensores implantados a los equipos
de fragmentación, extracción y transporte lo que permite el monitoreo en tiempo real y por
tanto el uso de autómatas programables que controlen gran parte de las actividades.
1.2 Pronóstico, planificación y control en la minería a cielo abierto
Los trabajos mineros se desarrollan fundamentalmente de dos modos: subterráneo y a cielo
abierto. Los del segundo modo son aquellos donde las actividades de apertura,
preparación, corte, arranque y rehabilitación para su posterior reintegro, se desarrollan a
cielo abierto (aunque excepcionalmente parte de algunas de estas actividades puede
hacerse de manera subterránea). A las minas a cielo abierto, generalmente en nuestro país,
se les denomina canteras cuando de ellas se extraen materiales de construcción.
En las minas explotadas a cielo abierto el pronóstico se relaciona con la determinación
aproximada de características de ciertos parámetros geométricos y mineralógicos (tipos de
minerales, propiedades químicas y físicas, etc.) de los materiales que conforman el
yacimiento a partir de las mediciones discretas realizadas mediante diferentes formas tales
como perforaciones, pozos, surcos, métodos geofísicos, con el fin de definir la cantidad y
calidad de los recursos disponibles y de las reservas mineras, la cual será destinada a una
industria de procesos transformadores o se usará directamente en su estado natural. A
partir de estos parámetros se desarrollan los modelos geométricos, geoquímicos,
geofísicos, geomecánicos, hidrológicos, ecológicos, mineros, etc., los cuales son,
generalmente, continuos (en una o varias dimensiones) y permiten estimar valores
puntuales de los parámetros apuntados, calcular los recursos mineros y las reservas de
mena y crear las bases para los planes de desbroce, descombreo, extracción, transporte,
almacenamiento, rehabilitación y reintegro.
Los factores que definen la factibilidad de un proyecto minero tienen que ver principalmente
con las alteraciones positivas y negativas que producen al hombre y al medio ambiente y
con su sostenibilidad vista esta en el sentido más amplio. La planificación debe tener en
cuenta estos elementos asegurando la minimización de los factores negativos y la
maximización de los positivos mediante el establecimiento de planes que garanticen un flujo
de mineral adecuado a las necesidades planteadas por un planta o una industria. En el caso
de la minería a cielo abierto donde las afectaciones negativas al medio son generalmente
significativas y donde, en muchas ocasiones, el suelo y el escombro a remover constituyen
�grandes volúmenes de material y por tanto la rentabilidad del proyecto puede verse
afectada, es imprescindible que toda la planificación constituya un sistema dinámico, válido
para toda la vida útil del proyecto y forme parte del sistema general conjuntamente con el
pronóstico y el control.
El control de las actividades mineras en los yacimientos que se explotan a cielo abierto está
relacionado con el seguimiento informativo de los recursos materiales empleados y de los
recursos y reservas mineras y propiedades pronosticadas, con la valoración permanente
del cumplimiento y la calidad de los planes trazados y con el análisis de las pérdidas o
ganancias de cualquier tipo que se obtengan. Este control se realiza generalmente en el
espacio y el tiempo sobre los recursos humanos y equipos que intervienen en el trabajo y
una de sus características más importantes es su capacidad de proporcionar información
que permita un ajuste de la planificación que mejore la rentabilidad del proyecto y
disminuya, los efectos indeseables provocados por la incertidumbre implícita en el carácter
discreto de la información disponible y las consecuencias negativas de las labores mineras.
Para ello es necesario contar con herramientas potentes para la captación, recepción,
almacenamiento, procesamiento y emisión de:
1. La información topográfica.
2. Posibles estratificaciones litológicas y tecnológicas.
3. Características de los diferentes tipos de menas tecnológicas y litológicas.
4. Situación hidrográfica e hidrogeológica.
5. Mineralogía del material que se mina.
6. Estado de la contaminación ambiental.
7. Protección e higiene del trabajo.
8. Uso del equipamiento (incluyendo mantenimiento y reparación) y de los recursos
humanos.
9. Extracción y almacenamiento del material del suelo y del material del escombro, de la
extracción, control de la calidad, transportación, mezcla y posible almacenamiento y
homogeneización del mineral útil.
10. Procesos de separación.
De todo lo dicho en este epígrafe puede deducirse que el diseño y desarrollo satisfactorio
del pronóstico, la planificación y el control de la minería, unidos en un sistema
dinámico, pueden constituir una verdadera garantía del éxito de la actividad minera.
1.3 Caracterización de los yacimientos lateríticos del nordeste de Holguín.
El concepto de yacimiento que se utiliza en este trabajo se refiere a un área delimitada por
razones minero - técnicas y no por las razones geológicas que definen clásicamente este
concepto.
Aunque en Cuba se presentan yacimientos lateríticos en el nordeste de Holguín (ver anexo 4) y
en San Felipe (provincia Camagüey), los estudios geológicos detallados que conocemos se
han desarrollado hasta el momento en parte de los del nordeste de Holguín; por esta razón,
en lo que sigue, nos referiremos a estos depósitos ya que los datos que se han utilizado en
este estudio se tomaron de ellos.
La primera referencia que se tiene acerca de la existencia en este territorio de suelos rojizos
�portadores de minerales de hierro, según [125] se remonta a la época de la exploración de
nuestra Isla por el Almirante Cristóbal Colón, en cuyo libro de bitácora quedó registrado este
hecho a su paso por las costas de la provincia de Oriente. Las referencias posteriores
encontradas sobre el particular, corresponden a las postrimerías del siglo XIX, y muestran
que entre los años 1890 y 1900, estos minerales son considerados, fundamentalmente,
como ‘ocres’ apropiados para la fabricación de pinturas, que como mena de hierro.
Durante la exploración detallada que se llevó a efecto en 1904 en el yacimiento Pinares de
Mayarí, se halló que el material, hasta entonces considerado como ‘arcilloso’, tenía también
alto contenido de hierro. Este descubrimiento que fue después confirmado en forma
definitiva por los trabajos de exploración, tuvo una enorme repercusión, y atrajo la atención
mundial sobre nuestros yacimientos lateríticos. Al reconocerse que el material 'arcilloso' era
también mineral de hierro de posible uso en la metalurgia , el tonelaje comprendido en las
reservas existentes dio un gran salto, convirtiéndolos en uno de los yacimientos más
grandes del mundo [125].
Siguiendo a [125] se conoce que publicaciones de boletines especializados en los años
1916 y 1918, muestran que a principios del siglo XX se conoce que estas tierras rojas han
resultado ser un magnífico mineral de hierro que reúne todas las condiciones necesarias
para la fabricación de acero.
Hasta aquí, se ha referido solamente el alto contenido de hierro existente en las lateritas y al
interés manifestado por diversas compañías extranjeras con vista a utilizarla en la
fabricación de acero.
Debido al conocimiento limitado que en esa época se tenía acerca de la composición
química de los
yacimientos lateríticos, y a que no existía la intención de realizar la
extracción y aprovechamiento de níquel existente en las lateritas, en los primeros años de la
exploración detallada de nuestros yacimientos no se hizo ningún esfuerzo por conocer el
posible contenido de ese metal.
El níquel fue descubierto en estos minerales de hierro laterítico en 1905, cuando la
Betlehem-Cuba Iron Mines Co. embarcó mineral de sus depósitos de Mayarí a Betlehem,
Pensylvania, Estados Unidos, para la producción de hierro cochino en altos hornos y se
determinó que el mineral contenía suficiente níquel para impartir fragilidad al acero, según
[125].
De este modo el descubrimiento de la presencia de un contenido de níquel relativamente
alto en las lateritas, fue recibido inicialmente con preocupación y hasta los años 1930 el
níquel fue considerado un componente indeseable de los minerales de hierro cubano.
Las cortezas de intemperismo comenzaron a considerarse como fuentes de Ni y Co a partir
del inicio de la década del 40 de este siglo y en la región de Moa ellas comenzaron a
estudiarse con este objetivo en el año 1952. Entre 1958 y 1959 compañías norteamericanas
realizaron la exploración del yacimiento Moa. Después del triunfo de la Revolución el
Instituto Cubano de Recursos Minerales, con la ayuda de especialistas soviéticos, realizó
una nueva exploración de este yacimiento.
Para sistematizar la búsqueda y exploración de las menas niquelíferas surgió la necesidad
de tener la base geológica. Con el fin de confeccionarla fue realizado el levantamiento
�geológico a escala 1:50000 entre los meses de enero y julio de 1962; donde se ha
significado que aunque la red de itinerario era muy escasa y el levantamiento se realizó sin
perforación y con un volumen pequeño de trabajos mineros, el plano geológico
confeccionado es el que se utiliza como base geológica para todos los trabajos geólogo mineros desarrollados en la región [153].
Posteriormente, a partir de 1969, el estudio de las menas de níquel fue concentrado en la
exploración de los yacimientos de Moa, debido a la proyección de las plantas de níquel
Ernesto Che Guevara y el Proyecto Cupey.
Actualmente se tienen reconocidos en esta zona 39 yacimientos lateríticos con diferentes
grados de estudio, asignados a las industrias que están en explotación (Ernesto Che
Guevara y Moanickel S.A. Pedro Soto Alba de Moa y René Ramos Latour de Nicaro), a los
proyectos Cupey y Pinares y otros son reservas estatales.
El estudio de estos yacimientos sigue siendo una necesidad y una tarea de actualidad, tanto en
la exploración detallada de algunos, como en la profundización del conocimiento de su
génesis, evolución, estructura actual y la relación de los materiales que los componen con
el aumento de la eficiencia de los procesos metalúrgicos.
Los yacimientos lateríticos del nordeste de Holguín están situados geográficamente en la zona
llamada Cuba Oriental (desde el punto de vista geológico, es la región situada al este de la
zona de falla de Cauto). Rocas típicas de una secuencia ofiolítica completa (peridotitas con
texturas de tectonitas, cumulados ultramáficos, cumulados máficos, diques de diabasas y
niveles efusivos sedimentarios) están presentes en extensos afloramientos en Cuba Oriental.
Estas secuencias constituyen la denominada Faja Ofiolítica Mayarí - Baracoa, cuyos principales
afloramientos están representados por:
1. Macizo Mayarí - Cristal.
2. Macizo Moa - Baracoa.
3. Macizo Sierra del Convento.
A pesar de los variados trabajos realizados, el grado de conocimiento actual del complejo
ofiolítico cubano es insuficiente [128]; según este autor, no existe una cartografía de detalle de
los diferentes tipos litológicos que integran la asociación ofiolítica; se han realizado muy pocos
estudios que tengan en cuenta las concepciones petrológicas, geoquímicas y estructurales
actuales de las ofiolitas; no se cuenta con estudios petrológicos y estructurales de detalle que
incluyan análisis de fábricas, de química mineral, de geoquímica de elementos en trazas o
isotópica;
no
existen
reconstrucciones
paleogeográficas
fiables
a
partir
de
datos
paleomagnéticos; los estudios geofísicos son limitados.
De la misma manera se han propuesto varias clasificaciones para las ofiolitas cubanas a partir
de su posición tectónica, destacándose el modelo de evolución tectónica de Cuba en el
contexto del Caribe propuesto por Iturralde-Vinent [128,131].
La Faja Ofiolítica Mayarí - Baracoa se localiza en el extremo Oriental de Cuba y se trata de un
cuerpo alóctono de carácter tubular con una longitud de 170 km. y un espesor que raramente
sobrepasa los 1000 metros (este espesor parece estar subestimado) [128].
Por otra parte, [131], se plantea :
�“Las rocas de este complejo se caracterizan por presentar un color verde oscuro o gris
verdoso y por un alto grado de agrietamiento. En las fotografías aéreas, ellas se identifican
por su fototono gris oscuro homogéneo que en zonas de gran desarrollo de la corteza
laterítica aparece moteado de gris claro.”
“Sobre estas rocas se forman relieves muy variados en dependencia del nivel hipsométrico
que ocupan y por ende del grado de desarrollo y conservación de la corteza de
meteorización. Hacia la parte norte del macizo se observa un relieve de premontañas con
cimas redondeadas, mientras que en la parte intermedia aparecen montañas de cimas
peniplanizadas que hacia el sur se vuelven puntiagudas. Los parteaguas secundarios son
rectos y alargados, con pendientes abruptas, siendo esto un criterio importante en su
identificación. El drenaje es frecuentemente de configuración dendrítica, volviéndose
angular debido al alto control tectónico sobre todo en los límites de los bloques, siendo
típicos los valles en forma de V de pendientes fuertes, los cuales se hacen más amplios y
menos profundos cuanto mayor es su orden. En la parte central donde las cimas son
peniplanizadas el drenaje es menos denso, observándose cauces estrechos y profundos
con divisorias aplanadas, generalmente asociados a fracturas.”
Y agrega:
“El relieve de Cuba oriental al igual que el relieve cubano en general es el reflejo de la alta
complejidad geólogo estructural resultante de la acción de procesos compresivos durante la
etapa Mesozoica y el Paleógeno a los cuales se han superpuesto desplazamientos
verticales, oscilatorios, diferenciados e interrumpidos así como la separación en bloques del
territorio.”
“Como resultado del estudio se clasificó el relieve del territorio en dos tipos fundamentales:
relieve de llanura y relieve de montañas con subtipos específicos...”
De lo anterior se puede deducir que los yacimientos lateríticos del nordeste de Holguín
son extremadamente complejos en lo que se refiere a su forma geométrica
tridimensional.
La existencia de estos yacimientos se debe a la interrelación de los siguientes factores [153]:
a. Existencia de un macizo ultrabásico de composición predominantemente harzburguítica
(roca compuesta principalmente por ‘olivino’ (Mg,Fe)2SiO4) y ’enstatita’ (Mg2Si2O6)).
b. Gran densidad de la red de grietas y fracturas de diversos orígenes existentes en las
rocas.
c. Características climáticas propicias que incluye períodos de lluvia y de seca en forma
alterna.
d. Morfología favorable para la formación y conservación de la laterita.
e. Drenaje adecuado que ha facilitado su desarrollo.
El proceso de intemperismo que ha intervenido en la formación de estos yacimientos es un
proceso de meteorización con predominio de incidencias químicas (sobre las incidencias
físicas) de los agentes. Los principales agentes de meteorización que han actuado son:
1. Agua.
2. Oxígeno.
3. Acido carbónico.
�4. Otros ácidos orgánicos e inorgánicos.
5. Organismos vegetales y animales.
6. Temperatura.
Históricamente, el mineral de estos yacimientos ha sido tipificado tecnológicamente para los
cálculos de recursos por los geólogos atendiendo a sus contenidos de Ni y Fe en:
a. Menas lateritas ferruginosas: mineral de hierro de balance FB y mineral de hierro fuera
de balance FF.
b. Menas lateríticas niquelíferas: laterita fuera de balance LF y laterita de balance LB.
c. Menas serpentiníticas friables y duras: serpentina de balance SB, serpentina dura SD y
serpentina fuera de balance SF.
d. Roca estéril RE.
En el anexo 5 se muestra la clasificación actual empleada en la empresa Ernesto Che
Guevara.
Otra forma de clasificar los horizontes de la zonación vertical de la corteza de intemperismo es
por tipos litológicos, atendiendo al estado de agregación de la sustancia y al horizonte
rocoso del basamento no intemperizado [135].
A continuación se verá una breve descripción de cada zona [137]:
1. Zona de concreciones ferruginosas: Coloración parda oscura, abundantes concreciones
de óxidos e hidróxidos de hierro, potencia muy variable desde pocos centímetros hasta
algunos metros.
2. Zona de ocre superior: Materiales terrosos de alta humedad, predomina coloración parda
amarillenta, potencia variable desde algunos pocos metros hasta decenas de metros.
3. Zona de ocre medio: En ella se encuentra localizado esencialmente la LB, coloración
amarilla pardusca de fina granulometría.
4. Zona de ocre inferior: El carácter ocroso de este material depende en gran medida del
grado de intemperización que hayan sufrido las rocas serpentínicas, potencia variable
(en general de poco espesor).
5. Zona de serpentina alterada: La coloración y consistencia varía según el grado de
alteración, a menudo se presentan grietas y bolsones de material laterítico.
6. Zona de serpentinita dura: Material rocoso de coloración verdosa grisácea, compacto y
ocasionalmente agrietado.
En [137], Rojas Purón define nuevos términos para un perfil típico de alteración laterítica
atendiendo al grado de desarrollo geológico en que se encuentra la corteza de
intemperismo y la correspondencia con otras definiciones dadas anteriormente.
�Figura 1.1: Perfil típico de alteración laterítica. Correlación entre los términos utilizados por
Lavaut, 1987 (I) y Rojas Purón, 1994 (II). (Tomado de [137], página 33 ).
En [137], Rojas Purón define:
Grado de Madurez de la Corteza de Intemperismo: ”es un término mineralógico y
geoquímico que permite expresar el nivel evolutivo en que se encuentra un perfil laterítico
determinado, valorado según el punto de vista de la dinámica estadial que posee la corteza
de intemperismo en un sector de la superficie terrestre“.
El concepto de Grado de Madurez de la Corteza de Intemperismo será considerado en este
trabajo (Capítulo 3) como la fundamentación geológica de la selección del modelo
tridimensional del comportamiento geoquímico del Ni, Fe y Co y otras propiedades, en los
bloques que forman un yacimiento dado. Esto se debe a que, Rojas Purón (entre otras
cosas), concluye que:
1. Uno de los rasgos característicos de la corteza de intemperismo es que se presenta
según un nivel evolutivo determinado. El grado de madurez es un término que se utiliza
para reflejar los diferentes niveles evolutivos en que puede presentarse la corteza de
intemperismo y de acuerdo al grado de madurez que posea el perfil laterítico así serán
las características físicas, químicas y mineralógicas del mineral laterítico.
2. La densidad de la laterita de balance es un parámetro variable. Este parámetro varía de
un perfil a otro en el yacimiento, de acuerdo a las características químicas y
mineralógicas que presente el mineral en cada perfil de alteración.
Es evidente que sería conveniente conocer a priori cual es el grado de madurez de una
zona dada a partir de las características mineralógicas físicas y químicas medidas, datos
que como veremos en el Capítulo 2, no siempre están disponibles.
Desde el punto de su experiencia práctica, Rojas Purón expresa mediante la comparación
de ciertos aspectos las diferencias principales entre un perfil de alteración laterítica maduro
y otro inmaduro en el yacimiento Moa tal como se muestra en la tabla del anexo 37.
En dicha tabla se expresan principalmente los criterios mineralógicos y parcialmente, en el
caso de 5, la potencia. No se presentan criterios geoquímicos relacionados con el Ni para la
�identificación del grado de madurez de la corteza de intemperismo aunque si aparecen los
criterios del Fe, Al y Mn en el número 4.
Aunque, como se ha visto, se conocen regularidades en la estructura de estos yacimientos,
debido a la complejidad de su proceso de formación se considera que la variabilidad local
de diferentes parámetros ha constituido una de las principales causas de la complejidad y
dificultades de los procesos extractivos y metalúrgicos. Diversos trabajos se han realizado
para estudiar de una manera u otra la variabilidad para algunas propiedades de algunos
yacimientos [9,13,15,23,46,56,59,65,92,99,109,118,126]. A modo de conclusión se ha
expresado:
“Los resultados de trabajos investigativos geólogo - mineralógicos sobre estos yacimientos,
indican contrastes significativos en la concentración y contenidos de diferentes elementos
en las capas y partículas de diferentes tamaños que constituyen las partes o del yacimiento
en su conjunto...”[66]
“Dentro de los más variables con coeficiente de variación entre el 40 y el 100 % aparecen
tanto componentes útiles como componentes nocivos para los procesos extractivos de los
que se pueden citar níquel, cobalto, sílice, magnesio y manganeso” [66].
Entonces , puede establecerse que, las regularidades y las variabilidades de los
parámetros mineralógicos, químicos y físicos es un producto de la génesis y del
grado de madurez de las cortezas de intemperismo. Como veremos mas adelante, el
conocimiento de estas regularidades y la variabilidades constituye uno de los problemas
principales para la realización satisfactoria de la minería y de los procesos metalúrgicos y es
por tanto de importancia fundamental el lograr la modelación de sus regularidades
estadísticas y determinísticas.
1.4 Características generales de la explotación de estos yacimientos.
Las características generales de la explotación de estos yacimientos se basan en las
propiedades generales y particulares de los mismos y en el tipo de procesamiento
metalúrgico que recibirá el mineral enviado a cada una de las plantas.
En los yacimientos que se procesan en la empresa mixta cubano - canadiense Moanickel
S.A. Pedro Soto Alba según el esquema de lixiviación con ácido sulfúrico a alta presión, se
consideran aptas para acceder al proceso metalúrgico las menas lateríticas que superan el
1% de Ni.
En la empresa René Ramos Latour de Nicaro, se utiliza la tecnología denominada Carbonato Amoniacal y se procesa el mineral que contiene no menos de 1% de Ni para las lateritas y
no menos de 1.2% de Fe para las serpentinitas.
La empresa Ernesto Che Guevara con la misma tecnología procesa lateritas y serpentinitas
con no menos de 0.9%.
Al contenido de hierro también se le hacen diferentes exigencias en dependencia del proceso
metalúrgico.
En las tres plantas, los elementos concomitantes ( Fe, Al, Cr, Mn, Si, Mg) se conservan en
las llamadas colas (residuos del proceso metalúrgico) y se almacenan en depósitos
especiales.
�El diseño de la explotación de estos yacimientos parte de la existencia de diferentes capas de
mineral que se clasifican por su valor tecnológico de acuerdo a sus contenidos de Ni, Fe y
Co, a los contenidos de elementos nocivos y a otras propiedades físicas y mineralógicas.
Estas capas tecnológicas aunque dependen del proceso metalúrgico que se emplee
pueden, en sentido general, ser las siguientes:
a. Escombro superior (todo el mineral que esté por debajo de las leyes de corte, cuttoff, del
% de Ni y del % de Fe y que además esté geométricamente por encima de la primera
manifestación de LB o SB).
b. Laterita de Balance.
c. Serpentina de Balance.
d. Escombros intermedios (todo el mineral que esté por debajo de las leyes de corte,
cuttoff, del % de Ni y del % de Fe y que además esté incluido geométricamente como
intercalación dentro del LB o del SB).
e. Serpentina dura (aunque no se emplea en la actualidad, se tiene en consideración por
poseer, generalmente, altos contenidos de Ni).
La modelación geométrica de estas capas, junto con las masas volumétricas y las condiciones
hidrogeológicas y ambientales determinan los parámetros iniciales para definir las recursos
y reservas minerales, las cuales son calculadas mediante el método de la zona de influencia
[135,156] usando los valores promedios de la masa volumétrica para ciertas zonas del
yacimiento. Los datos usados para desarrollar estos modelos han sido obtenidos mediante
la siguiente secuencia de métodos [135]:
1. Trabajos topográficos: Su finalidad es la confección de los planos topográficos.
2. Itinerarios geológicos: Caracterización de la corteza de intemperismo y el basamento
aflorante mediante estudios químicos, mineralógicos, petrográficos y paleontológicos.
3. Perforación: Determinación de las menas y sus potencias. Estudia la estructura de la
corteza.
4. Investigaciones Hidrogeológicas: Conocer la acuosidad de las rocas, la interacción de
las aguas superficiales y subterráneas, las características artesianas o freáticas del
acuífero, los niveles de agua subterránea en cada pozo y el nivel de inundación en cada
mena.
5. Trabajos de laboreo minero (pozos de mapeo y pozos criollos): Los pozos de mapeo se
realizan en lugares de difícil acceso para realizar pozos de exploración y donde existan
claros indicios de baja potencia de la corteza de intemperismo. Los pozos criollos
permiten controlar los pozos de exploración y en ellos se mide, además de los valores de
% de NI, % de fe y % de Co, la humedad natural del terreno, el coeficiente de
disgregación del material extraído, la masa volumétrica y la composición granulométrica
del mineral. También se han realizado muestreos técnicos y de microfauna.
6. Toma, elaboración y análisis de las muestras (ver anexo 8) .
7. Estudios Geomorfológicos: Establece la relación del espesor con la corteza con la
pendiente del terreno, los niveles hipsométricos, etc. y ayudan a contornear la corteza de
intemperismo y pronosticar la continuidad de las propiedades estudiadas.
�Los características de los tipos de muestreo utilizados en los yacimientos lateríticos que
pueden verse en el anexo 8 son suficientes [135] para la evaluación de la materia prima
mineral según las metodologías existentes y debido al gran volumen de información a
manipular se ha hecho necesario describir con un alto grado de detalle la organización del
flujo informativo durante el desarrollo de los trabajos de prospección geológica de los
yacimientos lateríticos de Cuba [135].
Dentro de los tipos de muestreo, a continuación se particularizará una breve explicación sobre
las perforaciones en espiral y los pozos criollos.
Las primeras se han realizado en redes cuadradas o rectangulares de 400; 300; y 200 m de
lado, para obtener los datos que permiten determinar los recursos minerales (ver anexo 45)
según la categoría C2 (hasta 80 % de error); redes cuadradas de 100 m de lado para la
determinación de los recursos C1 (hasta 40% de error); mediante redes cuadradas de 33.33
m o de 25 m de lado para la determinación de los recursos en la categoría B (hasta 20% de
error), estas redes, llamadas de exploración, se desarrollan cada 1m o cada 0.5 m en la
dirección vertical; no se trataron de determinar recursos en categoría A (hasta 10% de error)
en estos yacimientos.
Los pozos criollos (cuya vista en planta puede representar un cuadrado de 1m o de 1.5 m de
lado o puede representar un rectángulo de lados 1m x 1.5 m) se han excavado
generalmente siguiendo el criterio de que se mantenga una densidad de 10 a 12 pozos por
km2 y de manera que, generalmente, una de sus esquinas coincida con uno de los pozos de
la red de exploración [153]. Mediante las mediciones realizadas en estos pozos criollos se
han determinado las leyes de Ni, Fe y Co, la humedad y el coeficiente de disgregación y los
valores de las masas volumétricas en cada pared del pozo y por cada intervalo de medición.
Conocidas las formas y dimensiones de las capas tecnológicas y los recursos minerales se
procede a confeccionar los planes de minería que para plazos no menores de 1 año,
excepto en el caso de la empresa Moanickel S.A. Pedro Soto Alba (Grupo de Planificación
Minera de la empresa), son confeccionados por CEPRONIQUEL (Centro de Proyectos de la
Unión del Níquel) y los Departamento Técnicos de las Subdirecciones de Minas de cada
empresa en los cuales se determinan realmente las reservas minerales. Los planes
actuales de minería (PFM) pueden dividirse en largo plazo (generalmente 5-20 años), PFM
a mediano plazo (alrededor de 1 año), PFM a corto plazo (no más de 1 mes) y PFM a muy
corto plazo (1 día o un turno); en cada uno de ellos se planifican, con diferentes grados de
detalle, los caminos mineros y las tareas de desbroce, destape, extracción, drenaje,
transporte, almacenamiento y rehabilitación. Para precisar los planes a mediano y cortos
plazos se desarrolla paulatinamente la red de explotación o red auxiliar (que es intermedia a
la de exploración), realizada con barrenas en espiral y que tiene como objetivo principal
precisar la potencia de la capa de escombro superior mediante la medición del % de Ni; en
la empresa Moaníquel S.A. Pedro Soto Alba actualmente se perforan los pozos hasta
encontrar la roca estéril y se miden las concentraciones de % de Ni, Fe, Co, SiO2, Mg, Mn,
Cu, Cr y Zn; en ningún caso se hacen sistemáticamente nuevos cálculos de recursos
o reservas a partir de esta nueva red o de los datos que se van obteniendo según se
desarrolla la minería.
�Hay que destacar que los planes de flujo de mineral de 1 y 5 años se desarrollan de manera
manual y en forma semiautomática por CEPRONIQUEL con el uso del software GEMCOM
y en el caso de la Moanickel S.A. Pedro Soto Alba con el Sistema Minero (actualmente en
desarrollo) por el Grupo de Planificación Minera de esta empresa.
En algunas empresas se acostumbra situar indicadores de diversos materiales (aserrín, cal,
arena, madera, coral, etc), que permite a los geólogos, mineros y técnicos que realizan la
tarea de descombreo conocer el alcance de la profundidad ; en otras casos se trabaja con
el control periódico de la topografía del terreno. Sería recomendable que todo el trabajo
siempre fuera verificado por los topógrafos en el campo como parte del necesario control de
la calidad de estas tareas que puede ser causa de pérdidas, empobrecimiento o de
ineficacia en el control de las labores mineras.
Los modelos geométricos que se desarrollan se basan comúnmente en medias aritméticas y
en interpolaciones lineales y se representan mediante perfiles verticales y ‘planchetas’ (vista
en planta del estado de la topografía del terreno, del techo del mineral, del fondo del
mineral, etc.). Los modelos que se obtienen generalmente se basan en un compósito
(media ponderada) de propiedades en un intervalo de la dimensión vertical de la zona de
influencia de un pozo y por tanto son modelos bidimensionales que se obtienen mediante
diferentes métodos matemáticos atendiendo solo a los valores geoquímicos y sin atender a
las particularidades del enfoque integral geólogo - minero excepto, que conozcamos, en un
caso [16,17] pero aún de manera insuficiente por la no consideración de propiedades
litológicas del mineral.
Los caminos mineros son relativamente de pequeñas longitudes, presentan en ocasiones
pendientes abruptas y perfiles longitudinales (y en el plano) complejos; tienen una elevada
intensidad de tráfico de equipos pesados y el movimiento puede ser unidireccional o
bidireccional por ello son construidos con la resistencia necesaria. Estos caminos se
clasifican en permanentes y secundarios en dependencia al tiempo de utilidad previsto y
esta clasificación define el sitio mas adecuado para la construcción de cada uno de ellos
que además depende del método de apertura del yacimiento, de las condiciones minero técnicas de explotación, dirección y distancia de transportación del mineral útil y las rocas
estériles sobre la base de realizar un movimiento de volumen mínimo de tierra durante su
construcción y el logro del movimiento sobre él con la mayor velocidad posible.
Los accesos pueden ser rectos, circulares y en espiral en dependencia de las características
de la mina. La pendiente óptima se establece como resultado de un análisis técnico económico de variantes diferentes en condiciones concretas y el ancho depende de las
dimensiones de los equipos, sus velocidades deseables y el número de vías previstas. Los
caminos son recubiertos adecuadamente para aumentar su durabilidad y son regados con
agua u otras sustancias para evitar la contaminación por el polvo en la época de seca y
mejorar la compactación. En la actualidad los caminos mineros no son diseñados por
personal especializado en esta tarea (ingenieros civiles en viales), excepto en el caso de la
empresa Moanickel S.A. Pedro Soto Alba; además, excepto en este caso (donde se usa el
software CARTOMAP), no se utilizan sistemáticamente medios computacionales para
desarrollar estas tareas.
�Debido a las condiciones hidrogeológicas difíciles de algunos de estos yacimientos, es
necesario realizar una serie de trabajos de drenaje para reducir la humedad del mineral que se
extrae y evitar pérdidas en los fondos [20,47]. La efectividad del drenaje depende de factores
naturales tales como: la permeabilidad del cuerpo mineral, relieve, características de la zona de
alimentación y régimen de lluvia, así como la configuración del fondo del mineral.
Los trabajos de drenaje más usados hasta el momento son:
1. Canales de drenaje por la parte baja del yacimiento para colectar el agua.
2. Canal colector para la parte superior del área cortando el manto freático.
3. Combinación de ambos.
Estos trabajos de drenaje se realizan en el momento que se considere necesario.
El desbroce consiste en la eliminación de la vegetación y de la capa vegetal del terreno. Se
comienza con la tala de arbustos y árboles y el aprovechamiento de la madera; se remueve
y traslada a depósitos de conservación la capa vegetal del terreno (ver anexo 2); se observa
la conservación de las fuentes de agua y de los monumentos y referencias topográficas.
Este trabajo se realiza generalmente con buldóceres.
El descombreo consiste en remover y trasladar el escombro superior. Esta tarea se realiza a
partir de los indicadores situados o mediante el control topográfico; por el volumen del
material de esta capa tecnológica este proceso es muy costoso. Durante la realización del
descombreo se controlan los niveles de algunos de los componentes principales Ni, Fe y Co
por dos razones principales: evitar las pérdidas y empobrecimientos y decidir el destino del
material removido o sea, cual puede enviarse a escombreras, cual se destina como material
de relleno para diques y caminos y cual se envía a depósitos especiales o a otros destinos
que se definan. Este trabajo se realiza, en general, con buldóceres, mototraillas, escrepas y
retroexcavadoras.
La extracción del mineral se realiza fundamentalmente mediante excavadoras con cubos de
arrastre (dragalinas) y mediante retroexcavadoras, distribuidas en varios frentes de
extracción. Debido a las diferencias que existen entre las recursos minerales estimados, las
reservas de mena estimadas y las cantidades reales del mineral existente; a la
incertidumbre que se tiene sobre la distribución real de cada componente en el espacio que
ocupa en el depósito; a las exigencias de la industria sobre el volumen y calidad estable del
mineral enviado en cada período de tiempo; a la aparición de anomalías tales como
chimeneas, intercalaciones, altos niveles de humedad y presencia local de elementos
negativos para los procesos metalúrgicos; a los niveles exigidos para los parámetros
‘perdida’, ‘empobrecimiento’ y ‘dilución’; a las eventuales roturas de equipos; y a las
condiciones adversas del clima en ciertas épocas del año, la actividad de extracción es
sumamente compleja; además, las deficiencias de los sistemas de control del material
minado [10] restan credibilidad a esta actividad. Para superar estas dificultades se ha
trabajado en el mejoramiento del conocimiento de los depósitos minerales, en aumentar la
efectividad de los sistemas informativos de planificación y control y sobre todo se ha
incrementado el trabajo operativo en el campo; por ejemplo en las minas de la empresa
Ernesto Che Guevara y Moanickel S.A. Pedro Soto Alba, además de la permanencia del
personal geológico calificado en el campo, se realizan entre 2 y 3 recorridos diarios por
�personal de los Departamentos Técnicos y de Geología en los frentes de la mina, además
en el primer caso la industria realiza controles diarios de la calidad de todas las actividades.
Debe destacarse que durante la extracción se realizan análisis químicos periódicos del mineral
de los frentes de descombreo y extracción con objetivos de precisar techos, intercalaciones
y fondos, pero los resultados de estas pruebas no se emplean de manera sistemática en el
perfeccionamiento de los modelos geoquímicos y litológicos de las zonas.
El transporte del mineral se ha realizado o se realiza en estos momentos mediante vehículos
automotores (camiones Euclid, Volvo articulado, Belaz, Komatzu y Aveling Barfod) y
ferrocarril, mediante transportadores de bandas, skip y teleférico, por tuberías con técnicas
de hidrotransporte y neumáticas. Este tema aún mantiene su actualidad; por ejemplo se
prevé estudiar la viabilidad económica del método de hidrotransporte en el caso de la
tecnología carbonato amoniacal por sus característica de ser un proceso ‘seco’ que
eventualmente mezcla laterita y serpentina [145] y se proponen nuevos estudios por parte
del ISMM en la empresa Ernesto Che Guevara sobre uso del transporte automotor.
El almacenamiento del mineral tiene en este caso dos objetivos principales. El primero de ellos
es tener una reserva de mineral con la calidad requerida para garantizar el suministro a la
industria durante los períodos de lluvia o de eventuales problemas con el equipamiento. El
segundo objetivo es el de mezclar y homogeneizar las propiedades de esta mezcla de
minerales con características diferentes o heterogéneas. Este último objetivo es de
importancia capital pues los procesos metalúrgicos de nuestras industrias son continuos en
el tiempo y en gran medida basan su eficiencia en la estabilidad de las características del
mineral que procesan. Sin embargo, por ejemplo, en la empresa Ernesto Che Guevara se
tiene un almacén para cumplimentar el primer objetivo señalado pero no existe en ellos la
infraestructura necesaria para acometer las labores de homogeneización de todas las
propiedades necesarias. No obstante se realizan labores de mezclas en depósitos interiores
llamados silos y mediante las grúas viajeras en los almacenes. En la empresa Moanickel
S.A. Pedro Soto Alba existen almacenes pero tampoco poseen la infraestructura de
homogeneización. No debe dejarse de mencionar la existencia de pequeños almacenes
exteriores de materiales con características conocidas (en ocasiones se les denomina
‘jabas’), los cuales permiten también realizar algunos procesos de mezclas en la mina.
Es conocido que cuando hay ausencia de infraestructura para la mezcla y para la
homogeneización del mineral, se crea la obligación de que al menos un proceso previo de
mezcla se realice durante la extracción tal como sucede en estas empresas. Esto provoca
actualmente que la cantidad de frentes de extracción aumente y disminuya el nivel de
aprovechamiento de los equipos [125].
Las labores de rehabilitación que actualmente se realizan se basan en planes confeccionados
en conjunto por CEPRONIQUEL y cada una de las empresas que realizan minería en estos
yacimientos; en estos planes se contemplan la remodelación de la topografía de las zonas
donde se agotaron las reservas, la devolución de la capa vegetal original u otra compatible
con la biodiversidad de la región y la reforestación de la zona (ver anexo 2).
El cumplimiento de los planes del mineral enviado a la industria tanto en volumen y calidad en
los diferentes períodos de tiempo determinan cuantitativamente la evaluación del trabajo de
�la actividad de minado; las pérdidas, el empobrecimiento y la dilución son los parámetros
que caracterizan la calidad de este trabajo. Las definiciones más conocidas de estos
conceptos [153] y que son aceptadas en la actualidad:
Pérdidas: Está dada por cantidad de mineral que es extraído como escombro o es dejado de
extraer. Se producen pérdidas durante el descombreo si se realiza por debajo del techo del
mineral y durante la extracción al presentarse una parte del mineral en una situación que
hace imposible o antieconómica su extracción.
Empobrecimiento: Está dado por la incorporación de escombro al mineral que se extrae para
su envío a la planta metalúrgica. Ocurre cuando el descombreo es insuficiente, cuando se
incorpora escombro de áreas adyacentes y de los fondos por deficiencias en la extracción y
por la incorporación de escombro intercalado en el mineral.
La dilución es la diferencia entre la calidad prevista de un componente del material a extraer y
la calidad real de este componente en el mineral extraído medido a la entrada del proceso
metalúrgico. En el caso de esta minería se mide la dilución del Ni, del Fe y del Co (ver
anexo 6).
Es evidente que aunque las pérdidas y el empobrecimiento se miden en volumen o masa y la
dilución se mide en los componentes, existe una estrecha relación entre los tres conceptos.
Al final del capítulo 5 se reflexionará sobre el actual concepto de dilución el cual, en opinión
de este autor, está implementado de manera discutible.
1.5 Análisis de la bibliografía consultada.
El análisis de la bibliografía consultada lo enfocaremos en dos direcciones:
a. Etapas :
a1. Etapa hasta el año 1980.
a2. Etapa desde 1981 hasta 1989.
a3. Etapa desde 1990 hasta 1999.
b. Temas Tratados:
b1. Aspectos relacionados con la génesis y evolución de yacimientos.
b2. Geomorfología y topografía en los yacimientos.
b3. Aspectos relacionados con la exploración de yacimientos y toma, preparación y
análisis de muestras.
b4. Aspectos relacionados con el tratamiento de la información y la teoría de errores
y estadística.
b5. Geoestadística.
b6. Interpolación.
b7. Estudio y modelación de parámetros geoquímicos y geofísicos de yacimientos.
b8. Masas volumétricas.
b9. Cálculo o estimación de volúmenes y de recursos mineros.
b10. Determinación de reservas mineras.
b11. Planificación de actividades de la minería: caminos, desbroce, destape, flujos de
minería, transporte, almacenamiento y homogeneización.
b12. Aspectos relacionados con el control de la minería.
b13. Aspectos relacionados con cultura general, medio ambiente, GPS, Redes, etc.
�Tabla 1.1: Bibliografía consultada por etapas y temas.
A\E
b1
b2
a1
76,77,153,158
76,77,153
b3
b4
b5
43,76,77,153
43,153
b6
48,70
b7
41
b8
b9
138,153
76,77,153
b10
153
b11
153
b12
b13
153
45,157
a2
7,72,78,118,129,142
2,7,22,24,25,27,31,72,78,
127, 142,144,148
3.24.72.78.142
3,27,69,133
3,9,32,44,58,134
a3
46,128,131,132,137
10,46,61,63,94,95,102,126,128,131
98,109,132,135
10,18,135
5,13,15,16,49,65,86,89,91,92,94,10
1,103, 112,113,120,
2,30,71,139,143
42,74,83,85,86,87,88,89,90,94,95,1
12
3,9,23,32,57,59
13,15,16,18,19,33,47,62,66,67,75,8
3,92,
95,
98,125,136,137,145,146,152
130,154
10,28,96,98,108,111,141
27,32,44,50,52,53,78,156 5,8,10,11,29,34,35,36,38,49,55,74,7
5,80,
82,84,93,95,98,99,114,115,116,135,
140, 147
50,156
6,8,29,34,35,36,38,55,73,99,106,10
7,114, 115,116,135
22,32
1,8,14,17,34,35,36,63,107,121,123,
124, 150,151
22,32
6,8,14,17,20,121,122,123,124,125
21,26,37,51
4,12,39,40,54,60,64,66,68,79,81,97,
100,
104,105,109,110,117,119,145,146,1
47, 149,155
Desde el punto de vista cualitativo la bibliografía consultada, en opinión de este autor, refleja
que los estudios han ido convergiendo al perfeccionamiento de las teorías generales y
particulares (a veces, esto significa desechar las viejas y crear nuevas teorías) y a la
exhaustiva comprobación práctica de las mismas, gracias a la actual existencia de la
tecnología necesaria para estos fines.
1.6 Pronóstico, control y planificación de la minería en estos yacimientos.
A partir de lo analizado en los epígrafes anteriores se puede inferir que en la minería que se
realiza en los yacimientos lateríticos cubanos están definidas las tareas de pronóstico,
control y planificación. Sin embargo, se concluye que, estas tareas, surgidas básicamente a
partir del entrelazamiento práctico de los sistemas de hacer minería a cielo abierto de los
años 40 y 50 de las compañías norteamericanas y de los años 60, 70 y 80 de la escuela
soviética y sobre las bases del conocimiento geológico de cada época, ahora solo
constituye un conjunto de reglas que, con una base teórica y de conocimiento geológico
firme pero no actualizada, apela fundamentalmente a la operatividad, experiencia y a las
tradiciones de los técnicos más avezados y de mayor tiempo de trabajo para lograr
resultados promedios aceptables pero con notables fluctuaciones cuantitativas. Es
significativa la ausencia de métodos modernos de modelación, de técnicas de planificación
de los flujos de mineral bajo criterios de optimización y de sistemas de control con altos
niveles de informatización y sobre todo de la necesaria interrelación consciente y completa
�entre todas las tareas que son las condiciones que a corto plazo pueden definir un salto
cualitativo en la eficiencia del trabajo minero en estos yacimientos.
Un elemento sobre el cual es indispensable insistir es el referido a la necesidad de disponer de
un soporte informático que complemente para la minería los resultados obtenidos en este
sentido por la Empresa de Geología Santiago que, a partir del sistema “Nikel” [52,53], el
sistema “Microniq” [135], hasta el actual proyecto “Manipulador de Bases de Datos” el cual
ya ha sido presentado para los yacimientos del Proyecto Cupey, han perfeccionado el
software y el orgware (referido a la organización de la información) para el cálculo de
recursos en los yacimientos lateríticos. Esta necesidad ha sido planteada por otros autores
que han concluido que para perfeccionar la prospección de estos yacimientos y abordar
investigaciones complementarias de aprovechamiento integral y completo de las menas es
necesario
emplear
como
instrumentos
técnicas
y
sistemas
de
computación
[68,79,125,132,155].
La ausencia de una metodología moderna, integrada y automatizada para las actividades
de pronóstico, planificación y control de la minería en los yacimientos lateríticos del
nordeste de Holguín es precisamente lo que le confiere actualidad a esta
investigación.
1.7 Objeto de la investigación.
Veamos las siguientes definiciones:
“Sistema es un conjunto de componentes interrelacionados entre si, desde el punto de vista
estático y dinámico, cuyo funcionamiento está dirigido al logro de determinados objetivos,
que posibilitan resolver una situación problémica, bajo determinadas condiciones
externa”[4].
Es conocido, además, que el efecto que logra el sistema es superior al efecto que pueden
lograr cada uno de sus componentes o la simple suma de un conjunto de ellos.
“Metodología es un sistema o grupo de principios y reglas de la investigación científica, del
conocimiento, del cambio y transformación de la realidad, así como los métodos que se
infieren de los principios conceptuales”[64].
A partir de estas dos definiciones se precisa que:
El objeto de la presente investigación lo constituye el perfeccionamiento y la
sistematización de las tareas de pronóstico, planificación y control de la minería en
yacimientos lateríticos y la integración de estas tres actividades en una metodología.
En los próximos capítulos se describirá la metodología que se propone en este trabajo.
�Capitulo 2 : Fuentes, organización y manejo de la información.
2.1 Tipos y fuentes de información para la minería de los yacimientos lateríticos del NE de
Holguín.
La información inicial que se tiene para el desarrollo de las actividades mineras debe definirse
por los nombres de las variables y sus respectivos rangos de valores; obtenerse por las vías
mas adecuadas y finalmente clasificarse atendiendo a los siguientes criterios:
Criterio 1: Fuentes de la información:
a. Según las ciencias que las originan:
1. Geográficas.
2. Topográficas.
3. Física.
4. Químicas.
5. Hidrológicas.
6. Climáticas.
7. Biológicas
8. Ecológicas.
9. Geológicas.
10. Mineras.
b. Según las características del instrumento de medición:
1. Sin el uso de instrumentos.
2. Con el uso de instrumentos; sin automatización.
3. Con el uso de instrumentos; con automatización.
c. Según la fiabilidad de la fuente (la fiabilidad debe asumirse con un rango de error
permisible y también tiene que ver con la representatividad de la información; para mas
detalles, ver epígrafe 2.3):
1. No fiables.
2. Poco fiables.
3. Medianamente fiables.
4. Altamente fiables.
5. Totalmente fiables.
Criterio 2: Nivel de Procesamiento:
a. Original: Es la información tal como se tomó directamente de los fenómenos observados.
b. Con procesamiento Estadístico Elemental : Se han determinado las medidas de
tendencia central y de variación, histogramas y ajuste de distribuciones teóricas de cada
variable (en el caso que nos ocupa, tienen especial interés las distribuciones normal y
lognormal).
c. Con procesamiento Estadístico Entre Variables: Se determinan relaciones estadísticas
entre diferentes variable mediante las técnicas de la Estadística Multivariada incluyendo
el Principio de los Mínimos Cuadrados. Se realizan pruebas de hipótesis.
d. Con procesamiento según la Teoría de los Errores: Se debe esclarecer para cada
información los rangos de error que se tienen para su obtención ya sea en las
mediciones o en los procesamientos. Estos errores deben ser clasificados por sus
�fuentes. Los errores serán considerados y analizados desde que comienza la
planificación de la toma de muestras y en los casos en que sea posible deben tomarse a
tiempo las medidas para su disminución.
e. Con procesamiento de tipo geológico y de sus ciencias afines: Aquí se incluyen los
métodos de selección y ordenamiento según características geográficas (zonas
geológicas), espaciales (bloques y pozos), geofísicas (conductividad, magnetismo,
humedad, compactación, dureza, masa volumétrica, etc), geoquímicas (concentración
química de ciertos componentes del mineral, intercambio iónico, etc), mineralógicas
(tipos de minerales, propiedades de los minerales, concentraciones de los minerales,
etc), así como la estimación de nuevos valores de estas características y de la
estimación o cálculo, a través de modelos, de nuevos parámetros geológicos.
f. Con procesamiento de tipo minero y de sus ciencias afines: Aquí se incluyen los
métodos de selección, ordenamiento, estimación y cálculo según características mineras
tales como rentabilidad de la extracción en cada bloque, coeficiente de destape,
coeficiente de explotación de los equipos de extracción en cada pozo, etc., así como la
estimación de nuevos valores de estas características y de la estimación o cálculo, a
través de modelos, de nuevos parámetros mineros
Criterio 3: Importancia de la información en la calidad de la ejecución de las tareas:
a. Información indispensable para ejecutar una tarea (sin tener en cuenta la calidad).
b. Información indispensable para ejecutar una tarea con una calidad aceptable.
c. Información indispensable para ejecutar una tarea con una calidad excelente.
d. Información complementaria para ejecutar una tarea en los niveles anteriores.
Criterio 4: Papel de la información con respecto a las tareas:
a. Información que define las planificaciones de tareas.
b. Información que chequea el desarrollo de tareas.
c. Información que controla los resultados de tareas.
Criterio 5: Capacidad del usuario para la manipulación de la información.
Información para:
a. Usuario calificado con medios externos automáticos de manipulación.
b. Usuario calificado con medios externos semiautomáticos de manipulación.
c. Usuario calificado sin medios externos de manipulación.
d. Usuario semicalificado con medios externos automáticos de manipulación.
e. Usuario semicalificado con medios externos semiautomáticos de manipulación.
f. Usuario semicalificado sin medios externos de manipulación.
g. Usuario no calificado con medios externos automáticos de manipulación.
h. Usuario no calificado con medios semiautomáticos de manipulación.
i. Usuario no calificado sin medios externos de manipulación.
Criterio 6: Clasificación de la información por niveles y vinculación horizontal entre
informaciones de un mismo nivel y vinculación vertical entre informaciones de
diferentes niveles.
�De la misma manera en que la información obtenida de la prospección geológica y cuyo
destino principal es el de calcular los recursos, se organiza por yacimientos, zonas, bloques
y pozos o por los estadios del trabajo que se realiza, etc., para el conjunto de informaciones
(que pueden coincidir con las informaciones mencionadas) cuya función es definir las
actividades propiamente mineras se hace necesario definir cuales son las que tienen
carácter primario o de primer nivel y a partir de las mismas deben definirse las de niveles
superiores estableciendo los vínculos horizontales entre informaciones de un mismo nivel y
los vínculos verticales entre informaciones de diferentes niveles que pueden ser contiguos o
no. Los niveles, para el caso de la minería pueden definirse a partir de las tareas que se
establezcan; en este trabajo se propone que los niveles sean definidos a partir de los
principales planes y tareas que deben desarrollarse siguiendo el orden lógico de la
explotación del yacimiento:
a. Planes para toda la vida útil del yacimiento.
b. Planes de minería para largos plazos.
c. Planes de minería para medianos plazos.
d. Planes para la construcción de caminos y transporte.
e. Planes de desbroce y de destape.
f. Planes de solución de problemas hidrogeológicos.
g. Planes de minería para cortos plazos.
h. Planes de minería para muy cortos plazos.
i. Planes de rehabilitación.
j. Planes de reintegración de las zonas minadas.
La relación entre el desarrollo de la actividades mineras y la información disponible y
necesaria, en la práctica está supeditada a dos criterios principales:
1. Costo de la información en cada uno de sus niveles de procesamiento.
2. El peso de la información para el cumplimiento y para la calidad de la ejecución de las
tareas.
Es por ello que se puede enunciar la siguiente recomendación:
En todas las etapas del desarrollo del proyecto minero deben definirse cuales son las
informaciones (catalogadas según los Criterio 1 y 2) utilizables según el Criterio 4 en
todos los niveles del Criterio 6 y los tipos del Criterio 3. A continuación deben
valorarse los costos de cada información y crearse para cada una de las tareas una
tabla que relacione el costo de la información y la calidad de éxito de la tarea. Sobre
esta tabla se toma la decisión sobre que información se utilizará en cada etapa del
desarrollo de cada tarea y la calidad esperada teniendo en cuenta el Criterio 5.
Esta estructura informativa obtenida, por supuesto, que no es definitiva; como se mostrará
mas adelante el manejo de la información, además de su carácter fundamental, tiene un
marcado carácter dinámico.
2.2 Formato, organización y manipulación de la información.
Varios son las formas disponibles para el almacenamiento de la información, estos pueden
dividirse en: descripciones o textos, tablas, gráficos y fórmulas. En la actualidad la
�información puede guardarse en dos tipos principales de soportes: papel e informático
(magnético u óptico).
Cada uno de las formas mencionadas tiene sus ventajas y desventajas. Mencionaremos
algunas de ellas:
Descripciones: Se utilizan principalmente para dar información cualitativa aunque puede incluir
información cuantitativa y mezclarse con otros tipos de información. Su mayor desventaja es
que al no tener formato predeterminado, su procesamiento automático se hace muy
complejo.
Tablas: Mantiene la calidad de la información. Pueden ser de difícil interpretación.
Gráficos: No siempre mantiene toda la calidad de la información. Son, generalmente, de fácil
interpretación y permiten mostrar parte de las regularidades del fenómeno.
Fórmulas: No siempre mantiene toda la calidad de la información. Son, generalmente, de fácil
interpretación y tienen la capacidad de mostrar regularidades del fenómeno.
Hoy en día la información puede y debe almacenarse en soporte magnético (alta fiabilidad y
bajos costos), pero debido a la situación especial de nuestro país con respecto a la energía
eléctrica y la situación mundial de permanente emergencia que existe ante la profusión de
virus informáticos es recomendable guardar la información primaria en soporte de papel.
Entre los diferentes formatos de las tablas que se guardan en soporte informático, el mas
usado en Cuba, para los yacimientos lateríticos, ha sido históricamente el DBase, en el
aquellos tiempos de la compañía ASHTON TATE, (especialmente el III); actualmente se
usan, además, formatos Excel y, Access de MicroSoft, Paradox y FormulaOne de la antigua
compañía Borland, WK1 de Lotus 1-2-3, TXT, DAT, PCF, GRD, etc; estos tres últimos son
frecuentemente usados en software relacionados con la Geología y la Minería (sobre sus
características ver anexo 7). En este trabajo se recomienda que se use para guardar la
información primaria aquel formato que puede ser considerado (en su uso y accesibilidad) el
mas sencillo y universal de todos: texto separado por tabuladores. El resto de la información
se guardará según los formatos de los programas que la manipulen.
Las fórmulas pueden guardarse en archivos textos usando la sintaxis y la semántica de un
lenguaje de programación tal como Pascal, Basic, Fortran o C.
Si no es una verdadera necesidad, no es recomendable guardar gráficos como mapas de bit
(ya que ocupan grandes espacios) sino que es preferible guardar las tablas o fórmulas que
los generan o estructuras especiales como la de los archivos SRF (ver anexo 7).
La organización y la manipulación de la información es primordial para lograr eficiencia en su
uso. Los principios que se recomiendan son:
1. Principios de no redundancia y de no contradicción.
Disponer de las vías para la:
2. Clasificación.
3. Indización.
4. Visualización.
5. Actualización y transformación.
6. Manipulación para el análisis que se requiera.
7. Protección.
�8. Compactación.
Dada la situación actual de las bases de datos primarias de los yacimientos lateríticos cubanos
las cuales están dadas actualmente en las minas sobre soporte informático en formato
DBase mediante tablas con estructuras sencillas que regularmente responden a la división
de la zona del nordeste de Holguín en yacimientos y cada uno de ellos en bloques
cuadrados dentro de los cuales están situados un número determinado de pozos de
exploración, es conveniente, por razones organizativas tradicionales, mantener la estructura
yacimientos - bloques - pozos trasladándolas al formato texto y crear los mecanismos que
permitan
la
clasificación,
indización,
visualización,
actualización,
transformación,
manipulación para el análisis, protección y compactación en los niveles yacimiento, bloques
o zonas arbitrarias de los yacimientos.
La información disponible en estos momentos está dada por los diferentes estudios que se han
realizado en los yacimientos. En el anexo 38, a modo de ejemplo, mostramos el estado
actual de la información primaria en el yacimiento Punta Gorda perteneciente a la empresa
Ernesto Che Guevara (aunque en algunos casos se hacen referencias a otras empresas).
A partir de los criterios mencionados en el anexo 38 puede deducirse, que debido a la
insuficiencia de información disponible de las propiedades físicas de los minerales
lateríticos y serpentiníticos que realmente se envían desde la mina hacia la planta y debido
a la ya mencionada variabilidad de estos minerales, no se está aprovechando toda la
potencialidad que brinda el conocimiento de las mismas en el desarrollo más eficiente de la
actividad minera y por tanto el proceso extractivo se desvincula, en este aspecto, de la
búsqueda de mayor eficiencia en los procesos metalúrgicos y además se puede concluir
que la información general disponible puede ser considerada incompleta e inexacta de
acuerdo a lo planteado en 1.4. Este es uno de los casos donde como ha sido señalado
[135], se han presentado deficiencias metodológicas, organizativas y de control de la
calidad durante la prospección de los yacimientos lateríticos cubanos. Sobre las
consecuencias de estas deficiencias se hablará en el próximo epígrafe.
2.3 Fiabilidad de la información y revisión de la misma.
La fiabilidad de la información es tan importante como su disponibilidad y de cierta manera
ambas están entrelazadas. Esta propiedad de la información puede valorares a partir de los
siguientes criterios:
a. Nivel de representatividad de las muestras según el tipo de distribución temporal,
espacial o de otro carácter que aceptamos que tiene cada parámetro medido. La
variabilidad de los parámetros tiene fundamental importancia para valorar la
representatividad de los datos. Un ejemplo bastante conocido es el presentado en [153],
ver anexo 25.
b. Rangos de errores teóricos o posibles de cada variable según los métodos de captación
de datos utilizados. Generalmente aquí solo se contemplan los errores relacionados con
los instrumentos pero en la práctica también deberán considerarse los posibles errores
humanos. Por ejemplo, si se van a realizar 2000 mediciones topográficas en una jornada
de 8 horas, a medida en que se desarrolle el trabajo aumenta la probabilidad de que se
cometan errores humanos debido al natural cansancio que se produce en los obreros y
�técnicos; por esta causa, de la misma manera que se perfeccionan los instrumentos para
disminuir los errores de los instrumentos, deberán tomarse las medidas (calificación ,
descansos periódicos, etc.) para disminuir los errores humanos.
c. Calidad de los sistemas de control de la captación de información y de su manipulación.
En este aspecto se contemplan los siguientes elementos:
i. Verificación periódica del estado técnico de los instrumentos de toma, preparación y
análisis de muestras; de almacenamiento de información y de procesamiento de la
información.
ii. Control periódico visual de la calidad de la ejecución del trabajo del personal
encargado de tomar, preparar y analizar las muestras.
iii. Control periódico del análisis de las muestras mediante el reenvío (cambiando las
etiquetas) de parte de esta al mismo laboratorio y la validación de los resultados de
los análisis enviando parte de las muestras a otros laboratorios de igual o mayor
categoría.
iv. Determinación de los errores sistemáticos de los valores informados mediante
técnicas estadísticas.
v. Obtención, en los casos necesarios, de modelos de corrección de datos de muestras
a partir de muestreos repetidos y analogías.
Debe llamarse la atención sobre la información geoquímica que juega en la actualidad un
especial papel en la mayoría de las decisiones que se toman durante la preparación y
desarrollo del proyecto minero ya que en ocasiones puede presentar dificultades. A modo
de ejemplo veamos a continuación un caso donde se presentan criterios que hacen dudar
de la fiabilidad de algunos datos geoquímicos.
Para el yacimiento Punta Gorda se analizaron datos de 40 pozos criollos tomados de la pared
que coincide con su correspondiente pozo de exploración. A estos datos se les calcularon
medias aritméticas y desviaciones estándar por pozos (ver anexos 9 y 10). Al determinarse
los coeficientes de correlación y covarianzas (ver anexo 11) se obtuvieron como medidas de
tendencia central y dispersión los valores que se expresan en la siguiente tabla:
Tabla 2.1 : Medias aritméticas y desviaciones estandar de las medias de cada componente
Parámetro
Media Aritmética
Desviación Standart
Pozo Criollo
Ni
Fe
1.089
39.02
0.377
5.93
Co
0.09
0.18
Pozo de Exploración
Ni
Fe
1.11
38.50
0.38
5.75
Co
0.09
0.132
El análisis de las magnitudes mostradas en las tablas anteriores nos permitió realizar las
siguientes observaciones.
La media aritmética de los valores absolutos de las diferencias de los contenidos medios de
los elementos en los pozos criollos y los pozos de la red de exploración (columnas 4, 8 y 12
de loa anexos 9 y 10) representa para el níquel 0.14 (12.73% del valor medio de este
elemento en los pozos criollo y de exploración), para el hierro 2.01 (5.17%) y para el cobalto
0.079 (75.24%). De esto se infiere que las mediciones en los contenidos de níquel y cobalto
en los pozos de exploración posee un error relativo elevado (12.73% y 75.24%
�respectivamente) que influye negativamente en el cálculo de la reserva de mena y en la
planificación de la minería, por lo que no debe descartarse la existencia de errores
sistemáticos y entre las opciones a tener en cuenta la de estudiar una metodología para la
correción o rectificación de las mediciones de los pozos de exploración.
A partir del anexo 11 se puede obtener la siguiente tabla:
Tabla 2.2: Comportamiento de la frecuencia de los coeficientes de correlación lineales entre
las medias de cada componente de pozo criollo y pozo de exploración.
Intervalo
Negativos
0 a 0.5
0.5 a 0.6
0.6 a 0.75
0.75 a 1
Ni
2
5
4
5
26
%
5
12.5
10
12.5
65
Fe
3
6
1
5
25
%
7.5
15
2.5
12.5
62
Co
2
5
4
7
22
%
5
12.5
10
17.5
55
En la tabla 2.2 se puede observar que en 26 ocasiones (65 %) el coeficiente de correlación
para el níquel superó el valor de 0.75, es decir existe una correlación que puede
considerarse de buena y en 35 ocasiones (87.5 %) el valor superó la magnitud de 0.5. En el
caso del cobalto el valor del coeficiente superó en 22 ocasiones (55 %) la magnitud de 0.75,
y en 33 ocasiones (82.5 %) se superó el valor de 0.5. El coeficiente de correlación para el
hierro fue mayor que 0.75 en 25 ocasiones (62 %) y superó el valor de 0.5 en 31
oportunidades (77.5 %).
Se puede apreciar que existe una correlación elevada entre los contenidos determinados en
los dos pozos (criollo y de exploración), ello podría indicar la posibilidad de realizar un
estudio profundo con el fin de establecer un posible modelo por el método de los mínimos
cuadrados para la corrección de los valores de los pozos de la red de exploración. Este
aspecto merece ser estudiado atendiendo a las posiciones geométricas de los pozos y las
características geológicas de diferentes zonas del yacimiento.
A modo de conclusión se puede afirmar que las diferencias existentes entre los valores
medidos en los pozos de exploración y los pozos criollos hacen dudar de la fiabilidad de los
datos de la red de exploración (bajo el supuesto de que los datos obtenidos mediante pozos
criollos son confiables) pero además se analiza una posible vía (corrección de las
mediciones de los pozos de la red de exploración) para resolver el problema.
En sentido general, siguiendo las ideas de [135], las dificultades principales que han atentado
contra la fiabilidad de la información pueden ser enumeradas como sigue:
1. Ausencia de controles sistemáticos de la captación, almacenamiento y manipulación
matemática de la información.
2. Trabajo atropellado debido al gran cúmulo de información a controlar, procesar e
interpretar.
3. Existencias de deficiencias metodológicas en el manejo general de los datos.
4. Uso inadecuado de la información y uso ineficiente de la carga informativa de los datos.
5. Realización de cálculos y toma de decisiones sin la validación e interpretación adecuada
de los datos.
�Aunque en la actualidad se han resuelto muchos de los problemas que hemos planteado
(mediante la incorporación de la técnica computacional en las minas y la revisión paulatina y
exhaustiva de las bases de datos con el fin de eliminar los posibles errores) no deja de ser
preocupante el hecho de que las bases de datos de redes de exploración y pozos criollos
disponibles para algunos yacimientos adolecen aún de los defectos originados por las
dificultades planteadas. Recientemente el autor de esta memoria ha realizado un filtraje
computacional a las bases de datos de la red de exploración y de la red de explotación que
se usan en la actualidad en el yacimiento Punta Gorda y se han encontrado errores siendo
los mas comunes los que se producen por mala transcripción de los datos y por datos con
coordenadas repetidas pero diferentes valores de las variables.
Un último punto a tratar es el siguiente: la capacidad del personal técnico geólogo y minero
para relacionarse con la información en computadoras. Ha sido un problema, que este
autor cataloga de grave, el hecho de que en las minas nuestras durante mucho tiempo el
acceso, actualización y manipulación de la información y los cálculos que se han hecho con
esta información, ha dependido para su realización de algunas pocas personas (en algunos
casos, de una sola persona) lo cual no ha permitido la normal fiscalización de este trabajo y
por supuesto su perfeccionamiento. Es alentador observar que esta situación cambia
rápidamente y esto, a corto plazo, debe posibilitar la tan ansiada informatización de
nuestras minas y la imposibilidad de que personal no calificado en las ciencias geólogo mineras asuma responsabilidades (y que además, no le corresponden) solo por ser quien
está capacitado para manejar la información.
Como hemos planteado en 2.1, Criterio 1 inciso c, la información puede clasificarse en no
fiables, poco fiables, medianamente fiables, altamente fiables y totalmente fiables.
Desde el punto de vista cuantitativo es asunto complejo determinar en cual categoría está
situada una información dada, sin embargo es indispensable aproximar esta cualidad de la
información que se usa. Se puede asumir que la clasificación de la información en uno u
otro nivel de fiabilidad es un proceso necesario y es el colectivo técnico de la mina
quien, mediante el análisis de los factores considerados en esta memoria (y tal vez
otros que pudieran ser útiles), debe hacerla periódicamente.
Como epílogo al epígrafe debe aclararse que no es intención de este trabajo clasificar el nivel
de fiabilidad de la información presentada en el caso visto como ejemplo en el anexo 38, lo
cual se ha hecho con un sentido absolutamente constructivo; pero si es pretensión, de este
autor, que el lector de estas líneas saque sus propias conclusiones sin olvidar que el
espíritu del mensaje que se intenta transmitir es que la fiabilidad, propiedad dinámica de
la información, está en dependencia de su constante comprobación y actualización y
de las pruebas de validación directa y cruzada durante el ejercicio diario colectivo de
la actividad geólogo - minera y este precepto es parte del sistema que estamos
describiendo.
2.4 Información disponible. Información visible e información oculta.
El acceso a la información disponible es uno de los aspectos de la relación Hombre Información que también es importante. La disponibilidad de una información está dada por:
�a. Existencia de la información: Se refiere a que una información puede o no existir. Por
ejemplo existen las siguientes informaciones: ‘cuantos días tiene una semana’, ‘cuantos
soles existen en nuestra galaxia’, ‘cual es el valor de π’. No existen las siguientes
informaciones: ‘cuanto kilogramos pesa la potencia de escombro’, ‘fecha en que se
inventó el Ni’ (estos últimos ejemplos no los inventó el autor, los escuchó).
b. Soporte actual de la información: La información puede estar soportada en el sistema
material natural que la originó, en un sistema de captación y almacenamiento de
información o en un sistema de conocimientos.
c. Visibilidad de la información: La visibilidad es una propiedad de la información que
existe; está dada por el modo en que se accede a ella y puede clasificarse en:
i. Visibilidad imposible o de incertidumbre. Por ejemplo, ‘la temperatura media natural
diaria del macizo Moa - Baracoa entre las cotas 100m y 200m bajo el nivel del mar’.
ii. Visibilidad aproximada por técnicas probabilísticas y estadísticas: Es la que se
obtiene a partir de la información primaria mediante procedimientos relacionados con
las Probabilidades y Estadística Matemática. Por ejemplo, ‘45 kilogramos de Ni tiene
como media aritmética la capa de escombro cada pozo del bloque N48 del
yacimiento Punta Gorda de Moa’.
iii. Visibilidad exacta o determinística: Aquí se incluye la información primaria exacta y la
que se pueda obtener mediante procedimientos relacionados con modelos
determinísticos que en ocasiones ofrecen resultados aproximados pero que en la
práctica se consideran exactos. Por ejemplo, ‘se han perforado 5807 pozos en la red
de exploración del yacimiento Punta Gorda’; ‘el coeficiente de escombro del pozo 23
del bloque N48 del yacimiento Punta Gorda es el cociente entre la potencia de
escombro (3m) y la potencia del mineral (12m) o sea 0.25’.
Los información, cuando existe, puede ocultarse (o sea disminuir el nivel de acceso) debido a
su nivel de visibilidad, a las características del soporte que la contiene (provocando pobres
posibilidades de interrelación con ella) y debido al desconocimiento del aparato teórico (si
existe) que permita acceder a la misma; esto puede llevar a la falsa creencia de que la
información es escasa. A modo de ilustración se puede describir el siguiente ejemplo:
Se tienen los datos, medidos cada una hora, correspondientes a la cantidad existentes de
cierta bacteria B utilizada en la extracción del componente X del mineral M:
Tabla 2.3: Cantidad de bacterias B en el tiempo.
Hora
Bacteri
as
0 1
10 18
9
2
95
3
3
865
4
4
5
6
1788 56342 1115
6
48
7
34562
1
8
800217
9
10
2456431 113458
60
La media aritmética de las bacterias en el tiempo es una información que no está visible pero
que existe ya que se conoce su fórmula. De la misma manera se puede modelar la fórmula
aproximada Bacterias=F(Hora) y entonces se puede acceder a la información ‘en la hora 13
hay aproximadamente tantas bacterias’ pero no se puede acceder a la siguiente información
(que existe): ‘en la hora 13 hay exactamente tantas bacterias’. Es conveniente resaltar que
un usuario no calificado solo podrá acceder a la información primaria de la tabla; un usuario
�con conocimientos estadísticos elementales podrá acceder a la información de la media
aritmética y sólo un usuario con calificación en la modelación matemática podrá acceder a
la tercera información.
Una tarea importante para los que diseñan los sistemas informativos en los proyectos
mineros, es la de conocer si existen las informaciones relacionadas con un proyecto,
el soporte en que se tiene y en el que se aspira a tener y el nivel de visibilidad de las
mismas considerando siempre las características del usuario de la información.
2.5 Formas de acceder a la información disponible sobre estos yacimientos.
Las formas de acceso a la información se definen en función de las necesidades que tenga el
usuario y a su calificación.
Criterios para estas definiciones pueden ser:
1. Por la cantidad de información que se accede:
a. Acceso Parcial.
b. Acceso Total.
2. Los criterios de clasificación vistos en 2.1 u otros criterios (incluyendo los filtros).
3. Las formas de visualizar la información. En este caso solo es posible mencionar algunas
de las mas conocidas (de hecho, cualquier persona puede crear otras a partir de sus
necesidades particulares y de su imaginación):
a. Tablas bidimensionales (estáticas o dinámicas).
b. Libros o tablas tridimensionales (estáticas o dinámicas).
La dimensión de una tabla no debe confundirse con el número de variables. Una tabla
bidimensional tiene como dimensiones las FILAS y las COLUMNAS y un Libro es una
‘tabla’ de tablas bidimensionales, por tanto tiene, además, la dimensión TABLA.
c. Gráficos unidimensionales.
d. Gráficos bidimensionales (tales como: de puntos, de barras, curvas, áreas, isolíneas,
isofranjas, etc. y combinaciones de las anteriores)
e. Gráficos tridimensionales (tales como: de puntos, de barras, de curvas, de
superficies, de sólidos, etc. y combinaciones de las anteriores)
Las dimensiones de los gráficos si se refieren al número de variables que se muestran.
Actualmente, gracias al desarrollo de la computación, es posible establecer vínculos
entre tablas, gráficos, textos, etc. de manera que la actualización de los datos primarios
provoca la actualización de los objetos vinculados a estos datos.
f. Resultados cuantitativos calculados mediante herramientas matemáticos.
g. Resultados cualitativos deducidos mediante los conceptos, principios y reglas
científicas (por ejemplo: ‘en este bloque el mayor % de Ni se concentra en la zona
superior de la corteza laterítica por tanto es un bloque anómalo’).
h. Modelos de diferentes tipos (por ejemplo: descripciones, fórmulas matemáticas,
regularidades, principios, etc.).
La calificación del usuario es esencial ya que el acceso a la información visible tiene
como objetivo fundamental, obtener conocimiento sobre un objeto, fenómeno o
�problema a fin de llegar a conclusiones, tomar decisiones, acceder a información
oculta, etc.
2.6 Protección de la información.
Este tema se refiere a siete elementos principales:
a. Clasificación de la información atendiendo a diferentes niveles de posibles accesos tales
como, por ejemplo: información solo para el departamento técnico; para los grupos de
topografía y de geología, para el administrador de la red, etc.
b. Establecimiento del control al acceso a los archivos, aplicaciones, locales, equipos, etc.
c. Definir el nivel de acceso del personal autorizado y calificado: lectura, modificación,
borrado y creación de información y al uso de las opciones de las aplicaciones.
d. Controlar el acceso a la información y a las aplicaciones solo al personal autorizado y
calificado.
e. Establecer sistemas de protección contra virus informáticos.
f. Establecer sistemas de protección contra accesos no autorizados a cada computadora
en el caso de tenerse conexiones con redes, sistemas exteriores, etc.
g. Establecer sistemas de protección contra eventos magnéticos, eléctricos, hídricos, de
cambios de temperatura y humedad, sísmicos, etc., que pueden dañar los equipos y la
información.
h. Establecer sistemas de copias de seguridad.
En la práctica, la mejor protección de la información se logra con organización y
disciplina en el cumplimiento de los aspectos anteriores.
�Capítulo 3 : Pronóstico geoquímico, litológico, topográfico, de masa volumétrica y
cálculo de volumen y recursos.
3.1 Obtención de resultados primarios a partir de la información geoquímica, litológica y
topográfica medida.
Los resultados primarios que pueden obtenerse a partir de la información geoquímica y
litológica disponible pueden ser los siguientes:
A. Por Pozos: Datos del comportamiento geoquímico y litológico de cada pozo. Para ello
proponemos dos tipos fundamentales de formatos informativos que pueden verse en los
anexos 21 y 22 (en ellos no aparece la información litológica por no estar disponible en
las bases de datos que se utilizaron). Además es imprescindible tener disponibles
medios de computo para el cálculo de reservas y recursos en una zona de un pozo en
cualquier oportunidad que se necesite.
B. Por Bloques
1. Tablas de composición porcentual de las capas tecnológicas y litológicas por cada
bloque del yacimiento. (ver el ejemplo del anexo 14 para los tipos tecnológicos).
2. Histogramas del comportamiento de los componentes (ver el ejemplo del anexo 15).
3. Gráficos de los perfiles tecnológicos y litológicos de cada bloque (ver el ejemplo del
anexo 16 para los tipos tecnológicos) y perfiles verticales numéricos.
4. Gráficos tridimensionales del comportamiento tecnológico y litológico de cada bloque
(ver ejemplo del anexo 17 para los tipos tecnológicos).
5. Tablas de los cálculos de recursos por tipo tecnológico y por tipo litológico por
bloques (ver ejemplo del anexo 18 para tipos tecnológicos).
6. Tabla resumen de los principales parámetros tecnológicos del bloque dados por
pozos: Número de Muestras, Cota Superior, Profundidad, Volumen Total, Media %Ni,
D.S. (Desviación estándar) %Ni, Mínimo %Ni, Máximo %Ni, Media %Fe, D.S. %Fe,
Mínimo %Fe, Máximo %Fe, Media %Co, D.S. %Co, Mínimo %Co, Máximo %Co,
Potencia de Mineral, Volumen de Mineral, Masa del Mineral, %Ni en Mineral, %Fe en
Mineral, %Co en Mineral, Kg. de Ni en Mineral, Potencia Escombro Superior,
Volumen ES, Masa ES, %Ni en ES, %Fe en ES, %Co en ES, Kg. de Ni en ES,
Potencia de Escombro Intermedio que no se considera intercalación (EINI), Volumen
de EINI, Potencia de Escombro Intermedio que si se considera intercalación (EISI),
Volumen EISI, Masa de Escombro Intermedio, kg. de Ni en EINI, kg. de Ni en EISI,
potencia de Escombro Fina, Volumen del EF, %Ni Mineral+ES, %Ni Mineral+EINI,
%Ni Mineral+EISI, %Ni Intercalación, %Fe Mineral+ES, %Fe Mineral+EINI, %Fe
Mineral+EISI, %Fe Intercalación, %Co Mineral+ES, %Co Mineral+EINI, %Co
Mineral+EISI, %Co Intercalación.
7. Tablas de las relaciones entre las potencias de los escombros y del mineral así como
de los contrastes en las zonas donde se une el escombro superior y el mineral (ver el
ejemplo del anexo 19).
8. Isofranjas del comportamiento de diferentes propiedades en las capas tecnológicas y
litológicas en las líneas de pozos (ver el ejemplo del anexo 20). En este caso pueden
usarse modelaciones bidimensionales como las de Bernal [14,17].
�Debe agregarse que es muy útil poder acceder desde la información de cada bloque a la
información de los pozos que los conforman.
C. Por Yacimiento: Toda la información del yacimiento está formada por los elementos que
analizamos en el epígrafe 2.2 cuando revisamos el ejemplo del yacimiento Punta Gorda.
Solo queremos destacar que lo que resulta más difícil es mantener funcionando
mecanismos que permitan el acceso, actualización y manipulación de esta información
que, como hemos visto, es abundante y compleja. Como propuesta para la solución a
este problema se plantea que la entrada al manejo de la información de yacimiento se
realice a través de un plano del mismo visto en el monitor de una computadora y
mediante recursos informáticos se complete la tarea necesaria (esto puede estar
desarrollado según se plantea en el anexo 3).
Desde el punto de vista topográfico se deben determinar para los bloques y yacimiento
mecanismos de visualización y cálculo de elementos topográficos o relacionados con ellos.
Tienen importancia la visualización tridimensional y plana de la topografía del terreno (ver
anexo 23), del techo del mineral y del fondo de la capa del mineral; cálculos de volúmenes
entre estas capas. Un modelo de diálogo para resolver estas tareas puede verse en el
anexo 24 donde se destaca que el método de estimación que se utiliza puede ser decidido
por el usuario. Otras informaciones (como las hidrogeológica y ecológica) pueden ser
tratadas de maneras semejantes.
3.2 Introducción a la Geostadística Lineal.
La Geoestadística es actualmente uno de los instrumentos más potentes con que cuentan
los geólogos y mineros para desarrollar con un alto margen de seguridad sus actividades.
Además, independientemente de que existen detractores y críticos que han emitido criterios
que hacen discutibles desde el punto de vista del rigor matemático algunos procedimientos
geoestadísticos [103], no existen dudas de que además de los profesionales de la Geología
y de la Minería, los inversionistas han depositado su confianza en esta rama
de las
matemáticas aplicadas [32,49,50,55,58,75,99].
Desde el punto de vista de sus orígenes, la Geoestadística tiene dos contextos bien
definidos: la práctica (desarrollada principalmente en Sudáfrica por D. G. Krige y otros a
finales de la década del 50 y principios de los años 60 a partir de la explotación de las
minas de oro y de uranio) y la teórica (cuyos artífices fueron el francés George Matheron y
sus colaboradores basándose en la Teoría de los Procesos Estocásticos)[32,44,58,112].
Durante mas de 40 años se han desarrollado nuevas teorías e innumerables aplicaciones
que ya incluyen no solo las ciencias geólogo - mineras sino que también han modelado y
resueltos problemas tan aparentemente diferentes como los que aparecen en la
meteorología y en la economía [32,58]; sin tratar de simplificar demasiado el asunto, se
puede decir que toda la práctica geoestadística comienza con la modelación de la
variabilidad de uno o varios parámetros de un fenómeno y finaliza con la obtención, a partir
de estimaciones mediante Kriging, de resultados que pueden ser materiales, por ejemplo,
una modelación o un plano, o conceptuales, por ejemplo, una conclusión.
Los éxitos que se pueden obtener con el uso de las técnicas que brinda la Geoestadística
se basan en tres aspectos principales:
�1. Determinación de las herramientas mas adecuadas para modelar y resolver un problema
dado.
2. Un análisis variográfico correcto (estudio de la variabilidad).
3. Interpretación adecuada de los resultados que permita volver a los pasos 1 y 2 para
precisar las herramientas y el análisis.
Los aspectos 1 y 3 no deben ser automatizados y el segundo aspecto solo será
automatizado en las cuestiones relacionadas con cálculos y gráficos que permitan
interactuar con los datos y modelos de manera rápida y fiable.
En este epígrafe se presentan algunos elementos relacionados con la realización práctica
del análisis variográfico y de la estimación por kriging puntual así como algunas ideas
vinculadas a la automatización de los procedimientos que se vinculan a estos procesos.
Para recordar algunos aspectos básicos de la Teoría de los Procesos Estocásticos (PE) y
de la Geostadística Lineal ver el anexo 33.
Las condiciones que deben cumplir los datos que expresan las mediciones del fenómeno
pueden verse en el anexo 34.
El enfoque que se presenta a continuación es el que ha sido llevado a la práctica en el resto
del presente trabajo.
Determinación del Variograma Experimental
El variograma real (VR) del fenómeno como expresión de su variabilidad es desconocido y
solo sería posible determinarlo si se estudiara el fenómeno dentro de la continuidad
espacial del dominio donde se desarrolla. En la práctica, se determina un variograma
experimental (VE) que refleja de manera discreta al variograma real pero para los fines de
los cálculos ajustamos un variograma teórico (VT) al variograma experimental. A
continuación se explica como se determina el variograma experimental.
Sea A el conjunto de n datos dados como pares (Pi,Wi), i=1,...,n donde Pi es un punto del
plano o del espacio y Wi es el valor en Pi de la variable que se analiza. El variograma debe
expresar de alguna forma el comportamiento de la variabilidad de W en cierto subconjunto
del plano o del espacio el cual recibe el nombre de Campo Geométrico (CG); el subconjunto
del CG en la cual se realizan las mediciones se denomina Soporte; este concepto es
fundamental pues de sus dimensiones depende la modelación que se obtenga (aunque
todas las modelaciones obtenidas a partir de diferentes soportes están relacionadas por sus
parámetros [32,58]); es fundamental conocer que según aumentan las dimensiones del
soporte disminuye la varianza experimental.
Esta variabilidad puede ser estudiada por sus valores medios en función de las distancias
entre los puntos y se expresa mediante el variograma, por tanto el variograma es una
función de h. El valor de la distancia h puede ser determinado de varias maneras pero es la
distancia euclidiana la que expresa (en las escalas en que se desenvuelven la geología y la
minería) de manera mas exacta las distancias entre los objetos del mundo real; es evidente
que γ(0)=0.
Generalmente los valores de γ crecen o se mantienen aproximadamente constantes en la
medida que aumentan los valores de h pues el variograma refleja un fenómeno bastante
�común relacionado con el hecho de que la variabilidad entre los valores de W no disminuye
a medida en que los puntos de medición se alejan entre si. Un variograma con un
crecimiento lento indica una gran continuidad del comportamiento de W y por el contrario un
crecimiento rápido del variograma indica muchos cambios en el comportamiento de la
variable.
La influencia de un valor de W con respecto a otro disminuye generalmente a medida en
que los puntos de medición se alejan
La primera cuestión a analizar para obtener el VE es precisar cual es la distancia básica o
paso ho (en los textos en inglés aparece como lag [32,44,58,120]) a partir de la cual se
definen las diferentes distancias 2ho, 3ho,...,kho. Puesto que en la práctica las distancias que
se obtienen entre los pares de puntos de A no coinciden exactamente con los valores de h,
entonces se definen k+1 intervalos disjuntos dos a dos [0,ho], (ho,h1],..., (hk-1,hk] y las
distancias entre los pares de puntos de A se incluyen en uno de estos intervalos.
Llamando D a la máxima distancia entre todas las distancias entre parejas de puntos de A,
entonces ho≤D; si ho es muy grande entonces k será pequeño y se pierde mucha
información sobre el fenómeno (el variograma se presenta gráficamente muy suavizado) y
si por el contrario ho es demasiado pequeño entonces no se obtiene una buena apreciación
de las características mas importantes de la variabilidad del fenómeno (el gráfico del
variograma aparece como una sucesión de valores alto y bajos como ‘dientes de sierra’). En
la práctica se recomienda que para comenzar se definan todos los rangos de distancia
posibles que sean iguales e incluyan al menos una pareja de puntos y se busquen de 6 a 10
rangos que con mayor frecuencia aparecen y de ellas se tome la menor como ho. No
obstante, ha sucedido que se ha tenido necesidad de rectificar el valor de ho después de
encontrarlo de esta manera debido a que las redes han sido especialmente complejas por
sus irregularidades. Si las redes son regulares entonces el valor de ho es bastante fácil de
determinar pero ha de tenerse extremo cuidado si existe mucha diferencia entre dos de las
medidas del rectángulo (en el caso del plano) o del paralelepípedo (en el espacio) pues esto
puede conducir a que se asigne a ho un valor no adecuado. En [58] se expresa que debe
tomarse como ho la moda de los intervalos o sea aquella que tiene mayor cantidad de pares
de puntos.
La segunda cuestión que se debe tener en cuenta es que se necesita conocer cuantos
pares de puntos están incluidos en cada intervalo de h. Puede darse el caso de que varios
intervalos tengan cada uno de ellos varios miles de pares de puntos y en otro apenas
aparezcan unas decenas. Esto, en opinión de este autor, debe evitarse ya que este último
intervalo no tiene el mismo peso que los demás y puede tener un valor de γ que no se
corresponde con el comportamiento general de la variabilidad. En estos casos se
recomienda unir dos intervalos en uno de mayor longitud o redefinir ho.
En tercer lugar, para cada valor de h al cual le corresponden n(h) pares de puntos se
calcula
el
valor
γ(h).
Este
cálculo
se
realiza
generalmente
por
la
fórmula
�1 n(h)
γ ( h) =
(W ( Pi ) − W ( Pj )) 2 donde Pi y Pj son dos puntos de A que están a una
∑
2n( h) 1
distancia h uno del otro.
Se conocen otras fórmulas para este cálculo [44] tales como las de Hawkins de 1980,
Armstrong-Delfiner de 1980 y de Omre de 1984 las cuales fueron creadas para mejorar la
solución de ciertos problemas específicos.
En cuarto lugar se precisa editar (en el sentido de seleccionarlos) los intervalos que se
utilizarán en el ajuste y por tanto en las estimaciones. Algunos autores [58,120] plantean
que basta tomar el 25%, el 33% o el 50% de los primeros intervalos puesto que si la
distancia entre dos puntos P1 y P2 es muy grande el valor de W1 no influye en el valor de
W2. Este razonamiento es en la mayoría de los casos correcto pero en este trabajo se opina
que siempre deben tomarse mas del 50% de los intervalos ya que el variograma debe
aportar información que sea posible de comparar con toda la información geológica o
minera que se disponga. Además, si el variograma presenta a partir de cierto punto ha un
valor aproximadamente constante Me entonces se verá que basta tomar hasta el próximo
intervalo después del que incluye a ha.
El quinto paso es el de calcular los parámetros principales de los datos y del variograma.
Para los datos se calcularán, para W la Media Aritmética Ma y la varianza σ2 y para los
puntos Pi se determinarán la distancia media dm y la distancia máxima D.
Para el variograma se determinarán:
1. Efecto Pepita : Este parámetro que se cuantifica como un valor no negativo al que
designaremos como Co tiene especial interés; en caso de que Co=0 entonces se dice
que ‘no hay efecto pepita’. Desde el punto de vista teórico surge como un ruido blanco
[3] y gráficamente se manifiesta como una discontinuidad del variograma en el origen
pues γ(0)=0 y γ(0+)=Co. El origen del efecto pepita puede tener en la práctica dos causas
fundamentales [3,32]:
a. Errores en la mediciones.
b. A que la escala de mediciones sea inferior a las dimensiones de las zonas donde W
manifiesta variaciones substanciales.
Según [32] en la práctica es bastante difícil discernir entre los dos motivos y sólo un
buen conocimiento del fenómeno podrá ayudar a hacerlo.
El valor de Co puede ser determinado prácticamente a partir del análisis de dos primeros
puntos del variograma experimental buscando la intersección de la recta que ellos
determinan con el eje de las ordenadas γ [58]. Este no es un criterio absoluto y en
algunas ocasiones hemos tomado con estos fines la recta mínimo cuadrada a partir de
los primeros tres o cuatro puntos. Sin embargo estos valores de Co siempre deberán ser
cuidadosamente revisados.
Es evidente que si el valor de Co obtenido de esta forma es negativo entonces puede
tomarse como 0 o mejor aún puede revisarse todo el proceso.
2. Alcance y Meseta : Estos parámetros solo existen si el fenómeno es estacionario y el
variograma presenta a partir de cierto punto ha<D un valor aproximadamente constante
�Me. Precisamente ha es denominado alcance y Me meseta. Teóricamente Me coincide
con la varianza experimental σ2 de los datos [3,32,44,58,112,120]. Los variogramas que
presentan valores de meseta y de alcance en ocasiones se les denominan de transición
y aparecen con frecuencia ya que el alcance indica a partir de que distancia promedio
desaparece la relación estadística entre los valores de W en dos puntos. En el caso en
que el valor de Co coincide con el valor de Me y ha=0 entonces el fenómeno se denomina
totalmente aleatorio. En la práctica, los valores del alcance y la meseta los decide el
investigador a partir de los puntos del VE, su experiencia y del conocimiento del
fenómeno, sin embargo se propondrá un método que puede facilitar el análisis:
a. Se definen tres coeficientes porcentuales, a saber:
i. RE o sea rango de estabilidad que define el intervalo de valores de la variable γ
para los cuales se puede considerar que la misma es aproximadamente
constante. En general este intervalo se define mediante [σ2-ε,σ2+ε], donde ε = RE
σ2 / 100. En la práctica de este trabajo, se ha comenzado con RE=20%.
ii. RB o sea rango de búsqueda de estabilidad. Siendo k el número de intervalos o
clase considerados para h se define el índice del intervalo hasta donde se busca
la estabilidad de γ como IB = Red(RB k/100) donde “Red” es la función que
redondea un número. En este trabajo, siempre se comenzó con RB=70%.
iii. RA o sea rango de aleatoriedad pura. Este parámetro tiene en cuenta la
posibilidad de que el crecimiento del variograma sea tan rápido como su
estabilización por lo cual sea conveniente considerar que el fenómeno es
totalmente aleatorio. En esta investigación, siempre se ha comenzado a trabajar
con RA=15%.
b. Conociéndose el intervalo [σ2-ε,σ2+ε] (σ2 debe ser un valor cercano o igual a Me, si
este último existe), se comprueba desde el primer intervalo hasta el intervalo de
índice IB si los valores de γ del VE están, a partir de cierto índice ia dentro de dicho
intervalo y siendo así entonces un valor de h perteneciente al intervalo de orden iaésimo definirá el valor de ha y un valor conveniente de γ∈[σ2-ε,σ2+ε] definirá el valor
de Me. Estos valores de ha y Me deberán ser precisados por los investigadores.
c. Si se obtiene un índice ia donde comience la estabilidad de γ entonces deberá
verificarse que ha < RA hk para decidir si se trata o no de un caso de aleatoriedad
pura.
d. Si no se obtiene un índice ia donde comience la estabilidad de γ entonces trataremos
de encontrar en el VE el primer valor de h tal que γ≥σ2. Si este valor existe entonces
se debe considerar que se produzcan oscilaciones o no y si el variograma es, en
general,
creciente o tiene un comportamiento de crecimiento - decrecimiento o
viceversa; en estos casos se puede sospechar de un modelo compuesto de varias
estructuras (de los cuales hablaremos mas adelante). Si el valor no existe entonces
se puede sospechar un fenómeno de gran continuidad y en estos casos se puede
tomar para los fines prácticos a ha=hk/2 y Me como el valor de γ correspondiente o
analizar la posible existencia de una tendencia (no estacionaridad).
�El alcance y la meseta junto con Co intervienen en muchos modelos teóricos con los que
se
ajusta
el
VE.
Denotando
a
C1=Me-Co,
entre
ellos
podemos
mencionar
[3,5,32,44,49,58,65,120,134]:
I. Modelo Esférico de Matheron : γ(0)=0; γ(h) = Co + C1(3*h/(2*ha)-[(h/ha)3]/2) para
0<h≤ha; γ(h) = Co + C1 para h>ha.
II. Modelo Exponencial de Formery : γ(0)=0; γ(h) = Co + [C1/(1-e-1)](1-e-h/ha) para 0<h≤ha;
γ(h) = Co + C1 para h>ha.
III. Modelo Parabólico de Gauss: γ(0)=0; γ(h) = Co + [C1/(1-e-1)](1-e-sqr(h/ha)) para 0<h≤ha;
γ(h) = Co + C1 para h>ha.
IV. Efecto Seno : γ(0)=0; γ(h) = Co + [C1 /(π h / ha)](1-sen(π h / ha)).
Se quiere destacar que en los casos II y III se han hecho pequeñas variaciones a las
ecuaciones originales para garantizar la continuidad de los modelos en h=ha.
3. Pendiente : Solo es necesario buscarla si se supone que el variograma se puede
explicar como una función lineal de la distancia o sea γ(h)=Co + Pe h. En esta caso Pe es
la pendiente de la recta. En estos casos es mas importante que la recta se corresponda
mejor a los primeros valores de h. Un caso que puede considerarse semejante al modelo
de la recta es el modelo logarítmico de Wijs cuya expresión es γ(h) = Co + ρ ln(h) para
h>0 y γ(0)=0. En esta investigación, también se ha adaptado este modelo al caso de que
se presente un VE con alcance y meseta mediante la expresión γ(h) = Co +
[C1/ln(1+ha)]*(ln(1+h)) si 0<h≤ha y γ(h)=Co + C1 para h>ha.
4. Potencia : En ocasiones el variograma experimental puede explicarse como una función
γ(h)=w2 hv. El parámetro v es la potencia y se demostrado que v∈(0,2). Los parámetro v
y w2 se determinan a partir de que ln(γ)=ln(w2)+vln(h). Este modelo se ha analizado
también para el caso en que Co≠0 donde toma la forma γ(h) = Co + w2 hv.
5. Período y Atenuación : Uno de los modelo utilizados con cierta frecuencia es el llamado
Efecto Coseno que se define como γ(0)=0 y γ(h)=Co+C1(1-cos(2πh/T)) si no presenta
atenuación y en caso contrario γ(h)=Co+C1(1-cos(2πh/T)e(-h/atn)) donde T es el período y
atn es un factor de atenuación. Los valores de T y de atn son difíciles de obtener y el
modo de hacerlo que aquí se ha empleado es mediante la interacción con gráficos y
criterios analíticos de bondad de ajuste usando computadoras.
Aunque los modelos de la recta, de Wijs, potencial y efecto coseno no presentan
explícitamente alcance y mesetas pueden ser definidos por tramos y por tanto a partir de
cierto valor de h precisar que el valor de γ es constante.
En la literatura consultada se proscribe el uso del método de ajuste por el principio de los
mínimos cuadrados o no se menciona (lo mismo sucede con las interpolaciones) como un
posible modelo. Las dos causas principales que se aducen son [32,44,58]:
1. No toda función f(h) es un variograma, ya que para que esto suceda debe cumplirse que
-f(h) sea definida positiva [32,44,134] o sea que si w(P)=
∑ λ W (P )
i
i
i
se cumpla que
para todo conjunto de puntos P1,…,Pq y de números reales λ1,…,λq la condición
�Var(W(p)) = -
∑ ∑ λ λ γ (P , P )
i
j
i
j
i
j
≥ 0 junto con la condición
∑λ
i
i
= 0 . Esto es
sumamente complejo de demostrar para cada caso.
2. Al ajustarse una función f(h) a un VE, deben considerarse dos cuestiones:
a. El ajuste a los primeros intervalos es mas importante que el ajuste global [32,58].
b. Los métodos analíticos no tienen en cuenta el número de pares necesarios para
realizar un buen ajuste (este número según [58] no debe ser menor que 30).
Se puede demostrar una propiedad importante para los variogramas [3,32,44,120]:
lim γ (h)
h →∞ h2
Cuando esta propiedad no se cumple en el VE (efecto de parábola) debe pensarse en la
existencia de una tendencia (drift) [32,101,113].
Siempre deben tenerse en cuenta todos los factores anteriores, no solo como elementos
teóricos sino que, además, deben formar parte de todo análisis variográfico real.
Finalmente se señala que forma común de realizar un buen ajuste a partir de modelos
conocidos es creando un modelo compuesto por varias estructuras en diferentes intervalos
de h (un variograma definido por tramos) o una combinación de variogramas para todo el
intervalo. Para esta última posibilidad hay tres casos interesantes:
1. Estructuras imbricadas: Cuando el comportamiento de la variabilidad del fenómeno real
depende de los cambios de escalas de la distancia.. El variograma se define como una
combinación de variogramas elementales donde cada uno de ellos se ha obtenido a
partir de una escala diferente de h.
2. Estructuras de Periodicidad: El variograma presenta variaciones periódicas que definen
relaciones crecientes y decrecientes de γ con respecto a h. En estos casos puede usarse
un modelo como el de Efecto Coseno o combinarse varios variogramas de este y otros
tipos.
3. Efecto de Pozo o de Hueco: Se produce a partir de cierto valor de h un decrecimiento de
γ y luego se estabiliza su comportamiento (aunque puede presentarse mas de una
oscilación).
Ajuste del Variograma Teórico
Tres elementos contribuyen notablemente realizar un ajuste adecuado de un VT a un VE.
El primer elemento está dado por el conocimiento que tengamos de los diferentes modelos
teóricos de variogramas, tanto de sus parámetros y ecuaciones como de sus gráficos. Esto
se complementa con un software que permita ir ajustando dinámica y visualmente el modelo
teórico al VE.
El segundo elemento es el uso del llamado IGF (Indicative Goodness to Fit) o sea Indicador
de Bondad de Ajuste [120] que está dado por:
hk
Pares(i )
1 T L(T )
2
γ i − γ (hi )]
IGF =
[
∑
∑
L(T )
T k =1 i =1
h
∑ Pares( j ) i
j =1
�Donde T es el número de estructuras que forman el modelo, L(T) es el número de intervalos
que intervienen en la estructura T, Pares(i) es el número de pares que intervienen en el
intervalo i, hk es la distancia máxima de h, hi es la media de la distancia para el intervalo de
índice i, γi es el valor del VE en el intervalo de índice i y γ(hi) es el valor del VT en hi. En este
caso mientras mas cercano a 0 sea el IGF, se podrá considerar como mejor el ajuste del VT
al VE. Este indicador no considera la forma de la curva del VT.
El tercer elemento está dado por cuestiones relacionadas con la estimación por kriging:
a. Validación Cruzada: Estimar cada punto Pi de los datos a partir del variograma obtenido,
usando solo el resto de los datos. Las diferencias entre los valores estimados de W y los
valores originales son buenos indicadores de la eficiencia del modelo.
b. Errores de Estimación: Para fines prácticos lo mas importante es que los errores de
estimación sean mínimos. Es posible obtener una red dos veces mas densa que la que
contiene lo datos y obtener los errores de estimación para cada punto los cuales vistos
desde el punto de vista porcentual con respecto a los valores estimados pueden dar una
idea general y local bastante precisa de la eficiencia del modelo.
Para fines prácticos de estimación para ciertos casos donde el VE es no decreciente en
todos los intervalos de h, se puede utilizar como modelo teórico un spline lineal que por ser
un interpolador exacto garantiza que el IGF sea nulo.
Otro modelo de VT que se ha usado aquí para casos de funciones no decrecientes con
alcance y meseta determinados ha sido un ajuste mínimo cuadrado condicionado lo cual
consistió en buscar, usando el Principio de los Mínimos Cuadrados, los coeficientes reales
K1, K2, K3 que mejor ajustan la función variograma γ(h)=K1 e-α h/ha + K2 e-β h/ha + K3 e-δ h/ha ; α,
β y δ son valores reales diferentes entre si dos a dos (en la práctica se han usado los
valores 0.1, 0.25 y 0.6 respectivamente) y además se le impone condiciones para que dicha
función pase por los puntos (0,C0) y (ha,Me). En estos casos el IGF ha sido muy pequeño y
los resultados de las estimaciones satisfactorios.
Determinación de la Zona de Influencia y su relación con la Anisotropía
Hasta ahora se ha hablado de “medir la variabilidad de W” pero no se ha mencionado un
problema de importancia fundamental y es el hecho de que los fenómenos geológicos y
mineros que estudia la geoestadística no se comportan de la misma forma en todos las
zonas ni en todas las direcciones. Esto se expresa mediante los conceptos de
Comportamiento Isotrópico o Anisotrópico de W. Un fenómeno se dice anisotrópico cuando
presenta direcciones particulares de variabilidad [32], esto quiere decir que, en un punto, la
influencia que se recibe desde otros puntos puede tener intensidades diferentes en
diferentes direcciones y además puede suceder que, en algunas direcciones, a partir de
cierta distancia no exista ninguna influencia. Todo esto, generalmente se describe mediante
una zona de influencia con forma de ELIPSE (caso del plano) o de ELIPSOIDE (caso del
espacio) DE ANISOTROPIA; la longitud de los radios en cada dirección está determinada
por los alcances y la dirección del mayor alcance con respecto al semieje positivo OX define
(caso del plano) el ángulo α o (caso del espacio) los ángulos α y β de anisotropía, este
�último con respecto al plano XY. Los ángulos mencionados tienen dominio [0o,180o) y [90º,90º) respectivamente.
La anisotropía puede ser detectada obteniendo los variogramas en diferentes direcciones
planas o espaciales. En la práctica se distinguen tres tipos de anisotropía:
1. Anisotropía Geométrica: En estos casos, los variogramas presentan el mismo valor de
meseta pero diferentes alcances en diferentes direcciones y mediante un factor de
ponderación que tenga en cuenta los alcances mínimos y máximo y los ángulos de
anisotropía puede resolverse el problema. Sabiendo que la distancia euclidiana es:
hp = d(P1,P2) =
(x
he = D(P1,P2) =
(x
− x 2 ) + ( y1 − y 2 ) para el caso del plano y:
2
1
− x 2 ) + ( y1 − y 2 ) + ( z1 − z2 ) en el caso del espacio.
2
1
2
2
2
Lo que necesitamos es obtener un valor ponderado de la distancia h (al que
distinguiremos por hpp y hep) de manera que en la dirección de (caso del plano) el ángulo
α o (caso del espacio) de los ángulos α y β y en sus respectivas direcciones
perpendiculares se tengan los mismos valores de la distancia ponderada.
Si denotamos en el caso del plano a A1 como el radio de la dirección principal y A2 como
el radio de la dirección perpendicular, esto se puede conseguir mediante la fórmula:
1 1
1
+
− Sen α − θ θ es el ángulo que forman P1 y P2.
A1 A2 A1
hpp= hp
En el caso del espacio denotamos a A1 como el radio mayor en el plano XY; A2 como el
radio perpendicular a A1 en el nuevo plano horizontal y A3 como el radio perpendicular al
nuevo plano horizontal. Entonces se tiene la fórmula:
1 1
1
1
1
+
− Sen α − θ +
− Sen η − µ donde θ es el ángulo
A3 A1
A1 A2 A1
hep= he
que forma la proyección del segmento que une los puntos P1 y P2 en el plano XY con
respecto al eje OX; η=β+90º y µ es el ángulo que forma el segmento que une a P1 y P2
con respecto a al proyección de dicho segmento en el plano XY.
Una forma clásica de realizar esta transformación en el plano puede verse en [32].
2. Anisotropía de Efecto Proporcional: Se manifiesta mediante variogramas de iguales
alcances y diferentes mesetas. En estos casos se toma un único variograma γo(h) y para
los cálculos se multiplica por un factor que es función de la dirección: D(dirección); o sea
γ(h , dirección) = D(dirección) γo(h).
3. Anisotropía Zonal: Esta puede manifestarse de dos formas:
a. Variogramas de diferentes alcances y mesetas: En este caso existe estacionaridad y
deben combinarse los dos casos anteriores.
b. Algunos variogramas no presentan mesetas: Este caso hay que analizarlo con
extremo cuidado pues varias son las posibles explicaciones que están relacionadas
con las dimensiones de la red de muestreo, con la confección del variograma teórico
y con la presencia de tendencias (drift).
�En el desarrollo de esta investigación y del trabajo práctico con ella relacionada,
generalmente hemos analizado en el plano variogramas en 5 clases o intervalos de
direcciones: [0o,30o], (30o,60o], (60o,90o], (90o,120o] y (150o,180o) y en lugar de elipses de
anisotropía hemos utilizado splines lineales en coordenadas polares que pueden describir
curvas cerradas mas complejas que una elipse.
Para el caso del espacio aquí se han utilizado splines bilineales [87] que permiten describir
superficies cerradas; los intervalos del ángulo α medidos para el plano XY son [0o,45o],
(45o,90o], (90o,135o] y (135o,180o) y en el eje OZ, tomando como referencia el plano XY,
mediendo β en los intervalos [-90o,-45o], (-45o,0o], (0o,45o] y (45o,90o).
Estos valores han permitido barrer todas las direcciones posibles de cada caso y en
períodos aceptables de tiempo de cálculo en computadora se han obtenido resultados que
expresan con aproximaciones satisfactorias las características de los fenómenos.
Criterios más recientes pero más complejos y laboriosos para el tratamiento de los
intervalos de las direcciones posibles pueden encontrarse en [120].
Comentarios sobre la Estimación mediante Kriging
Este método de estimación llamado también BLUE (Best Linear Unbiased Estimator o sea
mejor estimador lineal insesgado) es una herramienta fácil de usar y solo requiere de
medios para resolver sistemas de ecuaciones lineales (SEL). El kriging mas conocido es el
p
llamado Puntual y el valor estimado se calcula, en general, como W=
∑ a W , donde p es
i =1
i
i
el número de datos que intervendrán en la media ponderada.
Para obtener los valores de ai se distinguen cuatro casos [32] (ver el anexo 36).
Debe destacarse que en las fórmulas se habla de p puntos que intervienen en la
estimación, esto se debe a que cuando hacemos kriging utilizamos solo aquellos puntos
que por estar dentro de la zona de influencia pueden ser útiles para obtener el valor
estimado. En ocasiones, debido a que los SEL que aparecen son de alto orden, conviene
definir el número máximo de puntos que intervendrán y esto se logra mediante una
reducción radial de la zona de influencia.
Para desarrollar este trabajo ha sido conveniente la idea de separar en algunos casos la
parte determinística de la parte aleatoria y se hizo de la siguiente manera:
Sea W=M(P) una función que describe el valor esperado de W en el punto P; se calculan
los puntos Vi = Wi - M(Pi). Sea el variograma γ(h) de los puntos Vi. Resolver el SEL
cuadrado:
p
∑ γ (hij )a i + µ = γ (h jo )
i =1
y luego W = M(P) +
p
ai = 1
∑
i =1
p
∑a V
i
i =1
i
p
El error de estimación del kriging está dado por E =
∑ a γ (h
j =1
j
j0
) +µ
�Como puede apreciarse se trata de considerar
una nueva variable regionalizada V y
trabajar sobre ella en lugar de W; la única dificultad que tiene este método esta relacionada
con la determinación de la función M pero esto ha sido resuelto mediante una regularización
especial de los datos y el uso de los splines bilineales y bicúbicos para el plano y los splines
trilineales y tricúbicos para el espacio [87]. La dificultad práctica de este método está dada
por el hecho de que el variograma debe obtenerse después de conocerse M(P) y este
último debe tomarse a partir de las características inconvenientes del variograma lo cual
puede provocar un proceso laborioso y complejo.
El kriging es un interpolador exacto y además es un estimador que garantiza que los valores
estimados de W están acotados por el menor y el mayor valor de Wi [134], pero tal como se
planteó anteriormente debe prestarse especial cuidado a los valores que se estiman y a los
errores que se obtienen de acuerdo al variograma que se tenga. Debe resultarnos
‘sospechoso’ cualquier variograma con zonas de convexidad hacia arriba (este es el
llamado efecto de parábola). Ilustremos con un ejemplo sencillo:
Sea el variograma que cumple que γ(0)=0, γ(0.5)=0.5, γ(1)=1 y γ(1.5)=2. Considere que se
quiere estimar el valor de W para P=(1.5,0) a partir de los puntos (0,0,4) y (1,0,1). Aplicando
lo visto para el caso 3 de kriging puntual del anexo 36 no es difícil obtener que a1=-0.25,
a2=1.25 y µ=0.75 por lo que W=-0.5 y E=1. En este caso, siendo positivo el valor de E no
parece que esta estimación presente dificultades, sin embargo se quiere hacer notar que si
todos los valores de W son no negativos (cosa que no expresa el variograma) entonces el
valor estimado no está acotado por el menor y el mayor valor de Wi; esto nos advierte de
que se desconfíe cuando aparece un valor negativo de ai. El problema puede ser aún peor:
si se cumple que γ(1.5)=10 entonces a1=-4.25, a2=5.25 y µ=4.75 entonces se tiene que W=11.75 y E=-36.4375.
Una forma de resolver estos problemas es revisar el variograma y determinar la posible
existencia de un drift pero además se debe estar atento a las anomalías locales; una
solución puede ser la de no usar los puntos que generan los valores negativos de los
coeficientes ai. Para esto, en este trabajo , se ha definido un Rango de Negatividad
Admisible que puede ser pequeño o por otro camino simplemente pueden eliminarse todos
los puntos que generan coeficientes ai con valores negativos.
Finalmente se debe mencionar que con variaciones metodológicas han surgido otras formas
de estimar con kriging [32,44,101] como por ejemplo Kriging Universal (ya mencionado),
Co-Kriging,
Kriging
Disyuntivo,
Análisis
Krigeante,
Teoría
de las Funciones de
Recuperación, Teoría de Simulación de Explotación, Funciones Aleatorias Intrínsecas de
Orden K (ya mencionado), etc. De la misma manera, en los últimos tiempos, han surgido
otros conceptos mas complejos que estudian nuevos aspectos de la geoestadística [120].
Dos reflexiones deben realizarse en este epígrafe. Primero, el análisis variográfico junto con
la estimación por kriging es actualmente una poderosa herramienta que permite resolver
dos problemas comunes del profesional geólogo - minero: modelar la variabilidad de una
variable aleatoria y estructural del plano o del espacio y realizar estimaciones de nuevos
valores de estas variable o de valores relacionados con ella. Segundo, aunque estas
�técnicas se han popularizado (gracias a sus éxitos prácticos, a la existencia de bibliografía
teórica y práctica de diferentes niveles y sobre todo a la existencia de varios software que
las incluyen), no se puede confiar en recetas y algoritmos mas o menos ingeniosos sino que
se debe conocer a fondo todo lo relacionado con ellas y con el problema geólogo - minero a
que se vincula y sobre todo recordar que sobre cada caso que se estudie se puede escribir,
por sus singularidades, otro manual de recetas prácticas.
3.3 Introducción a los Splines tridimensionales.
Un problema clásico de la interpolación en R3 es el siguiente enunciado:
Sean n puntos del espacio R3 de coordenadas cartesianas Pl(xl,yl,zl) donde n≥4 y llamemos
Ql=(xl,yl) a sus proyecciones en el plano XY. Supóngase que los puntos Ql forman una red
rectangular sobre I=[xmin,xmax]x[ymin,ymax] donde se presentan n1 valores diferentes de x y n2
valores diferentes de y (ordenadas tanto las xi como las yj de menor a mayor). Se cumple que
n=n1 x n2 y a cada punto Ql le corresponde uno y solo un valor de la matriz Mn1 x n2 que contiene
los valores de la variable z.
Interesa encontrar una ecuación z=H(x,y) que cumpla las siguientes condiciones:
1. Que sea continua.
2. Que sea interpoladora exacta (debe satisfacerse para todos los puntos Pl).
3. Que tenga primeras y segundas derivadas continuas.
Algoritmo para obtener el Spline Bicúbico Natural.
El spline bicúbico natural se puede obtener mediante diferentes algoritmos:
a. En forma paramétrica.
b. En forma explícita resolviendo sistemas en cada rectángulo.
c. En forma iterativa.
Es este último (creado en los años 80 [71] para los splines bicúbicos) el caso que interesa en
esta investigación puesto que a pesar de no ser, en su forma original, el más eficiente de los
tres planteados está basado en los algoritmos y expresiones clásicas del spline cúbico natural.
El algoritmo iterativo tiene los siguientes pasos:
1. Obtener n1 splines en dirección y. Cada uno de estos splines tiene n2-1 ecuaciones.
Las mismas se escriben según cada columna:
Columna i =1:
z = a11 + b11 ( y − y1 ) + c11 ( y − y1 ) 2 + d 11 ( y − y1 ) 3
si
y1 ≤ y ≤ y 2
......………..
z = a1n 2 −1 + b1n 2 −1 ( y − y n2 −1 ) + c1n2 −1 ( y − y n2 −1 ) 2 + d 1n 2 −1 ( y − y n2 −1 ) 3
si
y n2 −1 ≤ y ≤ y n2
...
Columna i = n1:
z = a n11 + bn11 ( y − y1 ) + cn11 ( y − y1 ) 2 + d n11 ( y − y1 ) 3
si
y1 ≤ y ≤ y 2
…………….
z = a n1n2 −1 + bn1n 2 −1 ( y − y n2 −1 ) + cn1n2 −1 ( y − y n2 −1 ) 2 + d n1n2 −1 ( y − y n2 −1 ) 3
2. Para cada una de las j= n2-1 franjas horizontales hallar:
si
y n2 −1 ≤ y ≤ y n2
�a. El spline cúbico natural entre los valores (xi,aik) donde 1 ≤ i ≤ n1 y j=1,…n2-1 y se
obtiene:
Franja j =1:
a1 = pa11 + qa11 ( x − x1 ) + ra11 ( x − x1 ) 2 + sa11 ( x − x1 ) 3
para
x1 ≤ x ≤ x 2
…………..
a1 = pa1n1−1 + qa1n1−1 ( x − xn1−1 ) + ra1n1−1 ( x − xn1−1 ) 2 + sa1n1−1 ( x − xn1−1 ) 3
para
xn1−1 ≤ x ≤ xn1
...
Franja j = n2-1:
a n2 −1 = pa n2 −11 + qa n2 −11 ( x − x1 ) + ra n2 −11 ( x − x1 ) 2 + sa n2 −11 ( x − x1 ) 3
…………..
para
x1 ≤ x ≤ x 2
a n2 −1 = pa n 2 −1n1−1 + qa n2 −1n1−1 ( x − x n1−1 ) + ra n2 −1n1−1 ( x − x n1−1 ) 2 + sa n2 −1n1−1 ( x − x n1−1 ) 3
para xn1−1 ≤ x ≤ xn1
b. El spline entre (xi,bik) donde 1 ≤ i ≤ n1 y j=1,…,n2-1 que en general se escribe:
bj = pbji + qbji ( x − xi ) + rbji ( x − xi ) 2 + sbji ( x − xi ) 3
para
i=1,…,n1-1
y
para
xi≤x≤xi+1.
c. El spline entre (xi,cik) donde 1 ≤ i ≤ n1 y j=1,…,n2-1 que en general se escribe:
c j = pc ji + qc ji ( x − xi ) + rc ji ( x − xi ) 2 + sc ji ( x − xi ) 3 para i=1,…,n1-1 y para
xi≤x≤xi+1.
d. Y finalmente el spline entre (xi,dik) donde 1 ≤ i ≤ n1 y j=1,…,n2-1 que en general se
escribe:
d j = pd ji + qd ji ( x − xi ) + rd ji ( x − xi ) 2 + sd ji ( x − xi ) 3 para i=1,…,n1-1 y para
xi≤x≤xi+1.
Luego, para el “parche“ rectangular tal que xi≤x≤xi+1 y además yj≤y≤yj+1 se tiene:
(5) z = H(x,y)=A(x)+B(x)(y-yj)+C(x)(y-yj)2+D(x)(y-yj)3
[
[ pb
[ pc
[ pd
]
+ qb ( x − x ) + rb ( x − x ) + sb ( x − x ) ]( y − y ) +
+ qc ( x − x ) + rc ( x − x ) + sc ( x − x ) ]( y − y ) +
+ qd ( x − x ) + rd ( x − x ) + sd ( x − x ) ]( y − y )
= pa ji + qa ji ( x − xi ) + ra ji ( x − xi ) 2 + sa ji ( x − x i ) 3 +
ji
ji
ji
ji
i
ji
i
ji
i
ji
i
ji
i
ji
2
2
i
2
ji
i
ji
i
ji
3
3
i
j
2
j
3
j
3
Para esta investigación se ha introducido el algoritmo de Kincaid-Cheney (ver anexo 35) para
obtener la expresión explícita para cada parche y entonces el cálculo ha quedado simplificado
notablemente.
El error de interpolación es planteado a partir de la fórmula del error de la interpolación
multivariada [70] que para este caso toma, para cada “parche”, la forma:
E(x,y)ij = h
xx
(ξ , y )( x − x ) 2 ( x − x
) 2 / 2 + h ( x ,η )( y − y ) 2 ( y − y
)2 / 2 −
i
i +1
yy
j
j +1
�h (ξ ' ,η ' )( x − x ) 2 ( x − x
)2 ( y − y )2 ( y − y
)2 / 4
xy
i
i +1
j
j +1
para ξ,ξ’ ∈ [xi,xi+1] y η,η’ ∈ [yj,yj+1].
En el anexo 13 puede verse una demostración del autor de esta tesis del siguiente:
Teorema: La función z=H(x,y) es interpoladora exacta, continua y con primeras y segundas
derivadas continuas.
Generalización
El algoritmo anterior permite definir y obtener para una red ‘rectangular’ de Rk formada por
los puntos (Xij), j=1,...,n y además ij=1,...,mj; donde a cada uno de ellos les corresponde un
valor Zi1i2 ... in , un spline K-Cúbico o sea cúbico para cada una de las variables Xi y que en
general tiene 4K coeficientes numéricos.
Puesto que el Spline Tricúbico se obtiene a partir del Bicúbico de la misma manera que este del
Cúbico entonces es evidente que las propiedades de interpolación y continuidad se trasladan al
spline Tricúbico; de manera análoga todo spline K-Cúbico obtenido de esta manera conservará
dichas propiedades.
Comentario sobre la eficiencia del algoritmo
El algoritmo clásico que conocemos para obtener el spline bicúbico natural precisan de un gran
número de operaciones (incluyendo la solución de (n1-1)(n2-1) sistemas de 16 ecuaciones con
16 variables) [2,139] lo cual es poco atrayente para las aplicaciones prácticas. El proceso
iterativo que se propone sobre el algoritmo de Kincaid-Cheney
no necesita resolver
laboriosamente los sistemas de ecuaciones (que son tridiagonales) y esto, unido a que un
spline (k+1)-Cúbico se obtiene a partir de spline k-Cúbico, hace que pueda ser considerado
más potente el algoritmo presentado. Además cabe señalar que la demostración del teorema
ha sido desarrollada con recursos elementales (anexo 13).
No debe finalizar este epígrafe sin señalarse que pueden ser definidos splines lineales y
cuadráticos que mediante razonamientos análogos pueden ser generalizados de la misma
forma; los splines trilineales también serán mencionados más adelante.
3.4 Modelación del comportamiento geoquímico, litológico y topográfico de los yacimientos
lateríticos.
A. Modelación geoquímico y litológico.
Modelar el comportamiento de un parámetro geólogo - minero tiene incontestable
importancia ya que es la herramienta principal de su pronóstico; como se ha dicho:
“El
pronosticamiento
es
un
problema
más
esencial
que
la
planificación
y
la
homogeneización en el almacén ya que sienta las bases, informa sobre los parámetros
que son indispensables para el desenvolvimiento eficiente de los restantes,...” Página 4
de [16].
Para realizar desarrollar un modelo deben atenderse ciertos requerimientos ideológicos que
tienen que ver con los factores que determinan su éxito. Al respecto se ha planteado,
con mucho acierto, que:
“De manera que si MODELACION es el acto de reflejar las propiedades de un objeto
concreto para facilitar su descripción y caracterización y ese reflejo es el MODELO,
�entonces lo esencial para el éxito de la modelación es reunir el máximo de
observaciones del OBJETO (conocimiento geológico) e interpretar de manera
COMPETENTE esos datos. La TECNOLOGIA, entonces nos brinda las herramientas
para el acto de modelar. Por tanto podemos enunciar que LA TECNOLOGIA ES
IMPORTANTE PERO CONOCER EL OBJETO Y SER COMPETENTE ES LO
ESENCIAL.”
“Ser COMPETENTE se
refiere a tener la capacidad de conocer y manejar con
suficiencia el basamento teórico de las técnicas para modelar.” [136].
Los modelos pueden ser de diferentes tipos, desde simples descripciones en lenguaje
natural hasta complejos sistemas matemáticos. Es esencial percatarse que para lograr
ciertos objetivos bastan los primeros y para cubrir otras necesidades son necesarios los
últimos. En este epígrafe, se hará referencia a modelos matemáticos.
Los modelos mas comunes que se han encontrado pueden ser clasificados en:
1. Modelos de Medias Generales y Zonales.
a. Medias no ponderadas (la media aritmética, etc.).
b. Medias ponderadas (inverso de una potencia de la distancia, kriging, etc).
2. Modelos de Análisis de Tendencia.
3. Modelos de Interpolación.
4. Modelos Estadísticos.
Una forma de clasificar los modelos matemáticos es en Determinísticos y en Probabilísticos
- Estadísticos. Se puede pensar que los primeros son un caso límite de los segundos o
que a partir del nacimiento de Teoría de las Variables Regionalizadas se produjo la unión
entre los dos tipos de modelos.
Lo cierto es que la experiencia ha demostrado en sus múltiples ejemplos que para modelar
matemáticamente un fenómeno en ocasiones ha sido necesario unir teorías
aparentemente diferentes para lograr el modelo deseado y siempre el éxito ha
acompañado a los que encontraron la combinación que el fenómeno real exigía.
En la práctica de los yacimientos lateríticos cubanos, hoy se usan modelos de interpolación
lineal unidimensional para resolver algunos problemas de pronóstico, como por ejemplo
estimar los fondos de los pozos de la red de explotación; se han usado profusamente
métodos de medias aritméticas para estimar valores de algunos componentes en las
columnas de estos pozos e interpolación lineal en los pronósticos de los componentes
en los fondos. Ha sido común buscar relaciones entre variables por ajustes por el
Método de los Mínimos Cuadrados. Se han realizado pronósticos con inversos de
diferentes potencias de la distancia, interpolación lineal con triangulización, kriging, etc.,
métodos que generalmente se usan en el software SURFER [147], pero se desea
reiterar que estos trabajos que revisados aprovechan las excelentes posibilidades de
cálculo y gráfico que tienen hoy en día las aplicaciones computacionales sin tener en
cuenta todas las características reales de los fenómenos; esto tiene su excepción en el
caso de [121] usado por CEPRONIQUEL.
En literatura referida al final de este trabajo se han encontrado modelaciones a partir de la
geoestadística
del
comportamiento
de
parámetros
de
yacimientos
lateríticos
�[16,17,58,65,79,99]. En sentido general los mismos se han caracterizado por tener
enfoques bidimensionales clásicos y por trabajar sobre los parámetros de la potencia, la
concentración de algunos elementos y la estimación de volúmenes y reservas, excepto
en el estudio realizado por la Malecon Minerals and Metals en el Proyecto Cupey [99]
donde se utilizan modelos geoestadísticos tridimensionales para la estimación de
recursos y reservas.
Para ilustrar una parte básica de la complejidad del problema planteado se ha redactado el
anexo 39 donde se hacen algunas consideraciones sobre la consistencia de la
información que se utiliza para las modelaciones geoquímicas.
Al describir el modelo que se propone se parte del hecho de que la clasificación tecnológica
y litológica de una capa depende de los valores de propiedades químicas y físicas de los
minerales que la forman; asimismo el cálculo de reservas depende directamente de los
valores mencionados y como veremos en el capítulo 4, también la efectividad de cada
planificación estará en función de un conocimiento más exacto de las estas propiedades,
por tanto nos concentraremos en la modelación de las mismas.
En ciertas escalas espaciales los fenómenos físicos y químicos actúan de manera tal que
existe influencia o relación entre los valores de una propiedad en un punto y los valores
de esta propiedad en puntos cercanos. Estas relaciones pueden ser de carácter
determinístico o de carácter estadísticos y manifestarse preferentemente en ciertas
direcciones y presentar regularidades en sus variabilidades según ciertas escalas.
Asumiremos que en los yacimientos lateríticos que las propiedades físicas y químicas
mantienen cierta continuidad en el sentido vertical en intervalos de pocos metros y los
cambios en las mismas pueden ser suaves o bruscos, predominando estos últimos
según la génesis y desarrollo de la micro - zona geológica. En el sentido horizontal la
continuidad de la propiedades se manifiesta en intervalos mucho mayores predominando
los cambios suaves pero en ocasiones bruscos debido a la presencia de accidentes
geográficos tales como arroyos y ríos, grandes grietas, desplazamientos, pequeñas
fallas, etc que pueden, en poco tiempo, haber configurado de otra forma la geometría
original.
Principio 1: Una red con distancias verticales no mayores de 1 m y distancias horizontales
mayores que tengan en cuenta las escalas de variabilidad de las propiedades que se
estudian son convenientes para obtener los datos de las modelaciones de estas
propiedades.
Hasta el momento, la mayoría de los modelos introducidos para la descripción de las
propiedades físicas y químicas de los yacimientos lateríticos son bidimensionales y para
todo el yacimiento, se enuncia el:
Principio 2: Los modelos que se empleen para la descripción de propiedades físicas y
químicas de los yacimientos lateríticos deberán ser tridimensionales y locales.
El hecho de que el modelo sea local, no debe interpretarse como una independencia
absoluta de los modelos de zonas colindantes, por el contrario si hay continuidad en el
fenómeno real, esta debe reflejarse en los modelos locales.
�En ocasiones los modelos no presentan las propiedades y consecuencias que exige el
mundo real y nuestras necesidades, para el caso que se discute se enuncia el:
Principio 3: Los modelos que se usen deben permitir describir el comportamiento numérico
de la propiedad estudiada en el mundo tridimensional y deben ser interpoladores exactos
y con niveles de acotación aceptables. Además deben contener parámetros que
permitan el ajuste de la suavización del modelos.
El proceso de intemperismo en cierta medida produce un proceso de ‘organización’ en los
yacimientos lateríticos donde la característica aleatoria pierde preponderancia y la
característica determinística se acentúa.
Principio 4: El estado de la corteza de intemperismo al que se le ha llamado Grado de
Maduración reviste singular importancia en la toma de decisión de cual modelo deberá
asumirse; de este modo en algunos casos deberán emplearse modelos determinísticos,
en otros casos modelos aleatorios y en otros casos, modelos donde se combine lo
determinístico con lo aleatorio.
El modelo propuesto en esta investigación tiene las siguientes características:
I. Se llamará W a la variable modelada y X,Y,Z a las variables espaciales.
II. Siempre se obtendrá un modelo particular de W para cada bloque de exploración.
Esta es una decisión de comodidad administrativa pero asumiremos heurísticamente
que en general estos bloques de 300x300 m2 son de menor o igual tamaño (en
planta) que las zonas geológicas del yacimiento. En los casos necesarios puede
cambiarse esta decisión.
III. Todos los datos de posición vertical de los datos de W en cada pozo, para los efectos
de la modelación pueden ser trasladados a la cota W=Wo mediante una traslación.
Gráficamente un perfil nivelado tiene el siguiente aspecto:
Figura 3.1
A los efectos de las estimaciones, los datos donde se quieran realizar las estimaciones
deberán sufrir la transformación inversa.
IV. El modelo de W siempre tendrá la forma de una combinación lineal de una
componente determinística tipo Spline Tridimensional y una componente aleatoria
descrita por un estimador tipo Kriging Puntual.
W(X,Y,Z) = k1 D(X,Y,Z) + k2 A(X,Y,Z)
Para esta investigación k1 y k2 solo tomarán valores discretos en {0,1}. Siguiendo las
ideas de la tabla del anexo 37 según las consideraciones de [137], se asume que se
�tienen tres estados posibles del grado de maduración de la corteza de intemperismo:
madura, medianamente madura e inmadura.
Para el primer caso, prevalecerá la parte determinística {k1=1 ; k2=0} y se procederá a
una regularización de la red (ver anexo 34, inciso 3.a).
Para el segundo caso {k1=1 ; k2=1} o sea ambas partes tienen la misma
preponderancia pero A(X,Y,Z) se estima sobre los datos residuales Vi = Wi D(Xi,Yi,Zi) según se explicó en 3.2, página 45, donde , para determinar D se realiza
una nivelación con el pozo cuya boca tenga mayor cota y se regulariza todos los
pozos de la red a cotas con valores enteros (ver anexo 34, inciso 3.a) mediante un
método de interpolación unidimensional que puede ser el spline lineal (interpolación
lineal) y mediante una traslación se nivela.
Para el tercer caso se tiene que {k1=0 ; k2=1} y se trabaja la geoestadística lineal
sobre los datos originales nivelados según se vio en III.
En el anexo 40 se ilustra de una manera sencilla la esencia de los dos primeros casos
sobre un corte vertical y el significado de las estimaciones en cada caso.
IV. Estos modelos para su implementación necesitan de ciertos requerimientos.
a. Splines Tridimensionales: Precisan de una red tridimensional rectangular
completa, la misma se obtiene mediante la estimación de los pozos que falten
mediante un método alternativo (hemos empleado inverso del cuadrado de la
distancia en una zona de influencia formada por un elipsoide isotrópico de radios
a=b=100 m y c=3 m); para lograr que todos los intervalos verticales queden a la
misma distancia se interpoló en la dirección vertical mediante el algoritmo descrito
en el anexo 28 teniendo especial cuidado en extrapolar el valor W=0 para los
puntos que están por debajo de los límites del pozo en particular. La decisión de
usar splines trilineales o tricúbicos depende del nivel de ‘suavidad’ que se quiera
imprimirle a la descripción del fenómeno.
b. Kriging Puntual: El análisis variográfico se realizó según se ha explicado en el
epígrafe 3.2. Solo, a modo de curiosidad, se quiere destacar que en una
modelación
experimental
de
12
bloques
del
yacimiento
Punta
Gorda
considerándolos en la categoría inmaduros, el lag que se tomó como más
conveniente en todos los casos fue de 16.66 m y los modelos de variogramas más
eficientes para estimar el Ni, Fe y Co, según los criterios de media aritmética y
desviación estándar de la validación cruzada y de los errores de estimación y el
IGF fueron todos esféricos.
En esta investigación solo se proponen tres opciones para modelar propiedades de los
yacimientos lateríticos; en opinión de este autor, el tema sería enriquecido notablemente
si se trabajara en la búsqueda de la relación entre las características geológicas y los
valores de k1 y k2 pero variando estos parámetros en el campo de los números reales.
Por otra parte solo se pueden ofrecer criterios matemáticos (numéricos) (previos o
posteriores) o prácticos (posteriores) para evaluar la efectividad de cada modelo, lo cual
quiere decir que si a priori no se conoce, por la información geológica, el estado de la
corteza de intemperismo en la zona, se deberán probar los tres modelos y luego
�comprobar su eficiencia mediante el muestreo de explotación u otras mediciones y
mediante criterios matemáticos; este es un tema que también se considera abierto para
su profundización.
B. Modelación topográfica.
Una tarea común en nuestra minería es la de realizar mediciones topográficas en un
terreno y a partir de las mismas modelar la superficie correspondiente con el objetivo de
determinar propiedades o límites de algún estrato o cuerpo [25,51,127,144]. Entre los
métodos que se emplean en la actualidad está el Kriging, ponderado por la posibilidad
de estimar el error de estimación pero que requiere de cierta capacitación especial del
personal y su automatización no resulta siempre conveniente. Existen otros métodos de
estimación que se han utilizado ampliamente; entre estos últimos vale destacar por su
sencillez el método de interpolación lineal con triangulización en R3 muy aceptado
debido a la conveniencia de las redes topográficas triangulares [10].
En el caso de la interpolación lineal con triangulización, el error de estimación no se
puede decir exactamente ya que las fórmulas clásicas para las interpolaciones vienen
dadas por expresiones que incluyen derivadas de la función que describe el fenómeno,
evaluadas en cierto punto acotado pero desconocido; si la función viene dada en forma
de una tabla de datos, determinar el error es prácticamente imposible. Por todo lo
expuesto, reviste singular interés disponer de fórmulas que permitan al menos estimar el
error de interpolación lineal.
Se puede demostrar que la interpolación lineal, vista en el caso más general de Rn, es
bajo ciertas condiciones, un caso particular de un método de Kriging (ver anexo 41), lo
que nos permite afirmar que esta forma de interpolación presenta ventajas relacionadas
con la posibilidad de obtener la estimación del error de interpolación, que es difícil
cuando solo disponemos de una tabla de datos como información del fenómeno siendo
este el parámetro que expresa la eficiencia del modelo analítico - numérico y del modelo
gráfico.
Una proposición para los modelos topográficos de los bloques
En primer lugar, las mediciones topográficas deberán realizarse con la metodología
adecuada y con el rigor requerido para disminuir otro tipo de errores [10,102].
En segundo lugar se propone elaborar para cada bloque sobre un grid o rejilla cuadrada de
1/8 del lado del cuadrado de la red básica de exploración, un total de 7 ‘planchetas’, con
los siguientes fines, controlar:
i. Topografía de la superficie, techo y fondo del mineral original (P1,P2,P3).
ii. Topografía de la superficie, techo y fondo del mineral reales determinados durante en
desarrollo de nuevas exploraciones y de la minería (P4,P5,P6).
iii. Topografía actual del terreno (P7).
Una de las cuestiones que hemos mencionado es el carácter dinámico de la información y de
los modelos. Poder estimar el error de interpolación pone en nuestras manos la
posibilidad de decidir, en conjunto con las técnicas topográficas adecuadas [10,61], en
que zonas es necesario obtener mayor cantidad de información o de mejor calidad para
mejorar nuestros modelos topográficos.
�3.5. Validación y complementación de la modelación propuesta a través de bloques
experimentales, mediante métodos geofísicos y mediante el control de la minería.
La modelación que hemos planteado en 3.4 tiene, al igual que la información, carácter
dinámico y este dinamismo debe basarse en la validación y complementación de cada
modelo con respecto a criterios objetivos y confiables. Para ello se proponen tres vías
principales:
a. Mediante bloques experimentales.
El primer aspecto que debe tenerse en cuenta es que se tenga la posibilidad de poder
escoger una muestra de un tamaño estadísticamente representativa y que también tenga
en cuenta las situaciones previstas. Esto ha encarnado serias dificultades para esta
investigación ya que se supone que los bloques escogidos estén mejor explorados (o
sea que se conozca más sobre los fenómenos que se investigan) que los demás y como
es fácil de entender, hacer que esto suceda puede encarecer la validación de los
modelos hasta límites prohibitivos. En el caso del yacimiento Punta Gorda, al cual se le
han dedicado la mayor parte de las pruebas, se tiene una situación especial ya que
aunque los 88 bloques que lo forman tienen red de exploración, alrededor de 35 tienen
red de explotación (ver capítulo 1) y se tiene el bloque O48 que tiene perforada una red
vertical completa cada 8.33 m lo cual la hace adecuada para un trabajo de este tipo. En
el anexo 32 se describe la metodología (y algunos resultados satisfactorios) para esta
comprobación con el caso del bloque O48. En el caso de la empresa Moanickel S.A.
Pedro Soto Alba es factible en el futuro realizar un experimento con todas las exigencias
requeridas puesto que las redes de explotación se están realizando actualmente como
se ha descrito en el anexo 38.
b. Mediante métodos geofísicos.
Aunque en estos momentos los estudios geofísicos realizados en los yacimientos
mencionados no constituyen en las tres industrias en explotación un método de uso
activo en las decisiones de las actividades mineras, no hay dudas que sus resultados
son positivos [67,152] y que además varias entidades prestigiosas del país han mostrado
interés en profundizar en este tema.
La geofísica tiene diferentes técnicas para realizar sus estudios y en el caso de los
yacimientos lateríticos varias de ellas son aplicables; es esta diversidad, junto al firme
criterio de que solo la validación por la comparación de los resultados de diferentes
métodos puede producir desarrollo positivo en todos y cada uno de los ellos, lo que hace
afirmar que la modelación geoquímica - litológica y topográfica propuesta tiene una de
sus vías de validación, complementación y perfeccionamiento en la investigaciones
geofísicas.
c. Mediante el control de la minería.
Es este, sin dudas, el mejor de todos los métodos de validación de cualquier modelo
teórico, pero tiene la exigencia de que precisa la construcción de un sistema efectivo de
control y de interrelación de la información de ambos subsistemas (pronóstico y control).
Para los detalles sobre el sistema de control que se propone vea el Capítulo 5. En este
�trabajo no se presentará un ejemplo de este tipo de chequeo ya que no se han podido
disponer de los datos de extracción controlados sistemáticamente por una entidad
externa (a los departamentos de la subdirección de minas) en los frentes de extracción
del yacimiento Punta Gorda y de otras minas [10].
3.6 Análisis del problema de la modelación y pronóstico de las masas volumétricas.
Por cálculo de recursos o de reservas se comprende la determinación de la cantidad de
materia prima de un yacimiento o alguna de sus partes, habitualmente expresadas en
toneladas métricas. En todo cálculo de recursos o reservas se consideran las
características físicas y químicas del mineral y la geometría del yacimiento.
Ya hemos visto que una gran cantidad de características físicas varían sensiblemente, tanto
entre diferentes yacimientos, como entre distintas zonas de un mismo depósito. Entre estas
características pueden señalarse la porosidad del mineral, los minerales y elementos
predominantes, la distribución granulométrica, la humedad del mineral y otros que influyen
directamente en los valores de la masa volumétrica de las menas.
La cantidad de cierto metal existente en una zona o yacimiento mineral, se determina
teniendo en cuenta el contenido promedio de metal y el tonelaje total de los recuersos de la
mena, las cuales han sido calculadas sobre la base de la masa volumétrica establecida, por
tanto cualquier inexactitud existente en la determinación de la masa volumétrica empleada,
se refleja como inexactitud en las reservas de metal calculadas.
La determinación de la masa volumétrica a partir de mediciones en pozos criollos es el
principal
método
empleado
en
los
yacimientos
lateríticos
cubanos
[28,108,111,130,138,141,153,154]; el número de pozos criollos que deberán ejecutarse
para obtener un valor confiable, será aquel que garantice que todos los tipos predominantes
de mineral, existentes en el yacimiento queden debidamente representados, con el fin de
que se pueda determinar la masa volumétrica de éstos o de las mezclas en que ellos se
presentan. Además, en los pozos criollos, se determinan las leyes de los componentes Ni,
Co y Fe y la humedad del mineral en el macizo expresada en %.
Cuanto mayor sea el número de pozos criollos que se excaven (estos pozos coinciden,
generalmente, con uno de los pozos de la red de exploración geológica) mayores serán las
probabilidades de obtener una masa volumétrica verdaderamente representativa del
depósito. En la práctica es necesario buscar un equilibrio entre este planteamiento y el
principio de que el volumen de trabajos a realizar en la exploración geológica, debe ser el
mínimo capaz de rendir resultados confiables para la categoría en que se trabaja.
En el caso de los yacimientos lateríticos cubanos, una densidad de unos 10 pozos criollos
por kilómetro cuadrado de área de mineral, “ha producido resultados aceptables” [153]
Determinación de la masa volumétrica en los yacimientos lateríticos cubanos.
En los yacimientos lateríticos cubanos históricamente se ha obtenido la masa volumétrica
promedio por zonas, para cada uno de los horizontes tecnológicos de mineral.
Esto significa, por ejemplo, que mediante el pesaje y determinación de la humedad de todo
el mineral del pozo criollo, comprendido en la zona que se halla clasificado como laterita de
balance de acuerdo con el resultado de la perforación, se establece una sola masa
volumétrica para ese mineral.
�De la misma forma se procede con la serpentinita aunque en realidad, el mineral
comprendido dentro del horizonte de serpentinita blanda estará compuesto por fracciones
de roca dura hasta terrosas, y por alguna laterita presente como bolsones o desarrollada en
grietas preexistentes. Pero aunque cada una de estas fracciones posee una masa
volumétrica propia, se obtiene para todo el material una masa volumétrica promedio.
La proyección de los pozos criollos y el uso de criterios estadísticos adecuados previó que
la determinación de las masas volumétricas fuera adecuada, sin embargo el abuso de los
valores medios, en aras de simplificar los cálculos, ha conducido a la aceptación de
métodos simplistas y burdos. Por ejemplo, en la Empresa Ernesto Che Guevara de Moa,
Provincia Holguín, se ha dividido el yacimiento en tres zonas arbitrarias denominadas
ETAPAS y se le asigna a cada capa tecnológica de las etapas un valor promedio de masa
volumétrica.
Este método conduce evidentemente a errores groseros durante la
determinación de las reservas.
Este método, que hoy se aplica a todos los minerales que se clasifican en el cálculo de las
recursos en los yacimientos lateríticos cubanos, facilita las operaciones de cálculo,
incluyendo las que son realizadas para el mineral extraído durante todo el período de
explotación del yacimiento; sin embargo, la masa volumétrica determinada de esta forma
presenta errores que han influido considerablemente en la exactitud de la determinación de
los recursos y las reservas y en el control de la minería [10].
Para la propuesta del nuevo método se tendrán en cuenta cinco aspectos.
1. En primer lugar, considerando que los cálculos de recursos se realizan actualmente en
los yacimientos lateríticos cubanos a partir de la zona de influencia de cada pozo (ver
epígrafe 3.8) de exploración mediante cuya fórmula básica es la siguiente [156]:
R = A × P × M, donde:
A : Area de influencia superficial del pozo de exploración, m2;
P : Potencia del pozo de exploración , m;
M : Masa volumétrica del mineral, t/m3.
Es necesario, por tanto, tener información confiable sobre el valor de la masa
volumétrica de las capas tecnológicas de cada uno de estos pozos. Otras formas de
calcular los recursos también precisan en sus expresiones o algoritmos del valor de la
masa
volumétrica
por
lo
que
este
problema
adquiere
importancia
general
[58,74,75,77,78,98,135].
2. En segundo lugar, todos los tipos tecnológicos de menas utilizados clásicamente por los
geólogos en la minería cubana del níquel no constituyen necesariamente la clasificación
más adecuada para el proceso de planificación, ejecución y control de la extracción.
Recordemos que desde el punto de vista de la explotación del yacimiento, hemos
propuesto dividir el perfil vertical en las siguientes capas tecnológicas: escombro
superior (ES), laterita de balance, serpentina de balance, la suma de ellas o mena
industrial (LB+SB), escombro intermedio (EI) y serpentina dura (SD), a cada una de las
cuales se le estimará un valor de masa volumétrica promedio (ponderado) en cada pozo
de la red de exploración.
�3. Un tercer aspecto es que cuando el pozo de exploración coincide con un pozo criollo, los
valores de la masa volumétrica de cada capa tecnológica del pozo de exploración deben
coincidir con los del pozo criollo en la pared correspondiente.
4. El cuarto aspecto está relacionado con la dependencia que existe entre la masa
volumétrica y los valores del contenido de algunos componentes del mineral.
Considerando los trabajos de Elmer Ruz [138] y Francisco Serrano [141], desarrollados
en los yacimientos lateríticos de la empresa “René Ramos Latour”, en Nicaro, provincia
Holguín, Cuba, donde se muestra que la masa volumétrica es una función Ft de los
contenidos de Ni, Fe y Co de la mena en cuestión y que depende además de la capa
litológica que se estudie; se puede estimar la masa volumétrica de un pozo de
exploración determinado para cada una de las capas tecnológicas presentes en un perfil
vertical conociendo los valores puntuales de los contenidos de Ni, Fe y Co y el tipo
litológico correspondiente, bastaría con evaluar M = Ft (Ni , Fe , Co) si se conociera la
expresión de la función Ft.
5. Por ultimo, cuando se estudió el modo de encontrar la expresión de Ft surgió de manera
natural el Método de los Mínimos Cuadrados pero en este caso la estimación no cumple
la propiedad de ser interpolador exacto y además consideramos que de cierta manera Ft
debía ser una función que considerara el aspecto local del fenómeno, es decir que
dependiera de un conjunto de pozos criollos geográficamente cercanos.
No obstante, se analizó la posibilidad de aplicar otros tres métodos para obtener una
modelación de las masas volumétricas lo cua se explica en el anexo 26.
Descripción del nuevo método
Conociendo las coordenadas de un pozo de exploración P (Xp; Yp) cuyos contenidos
promedios de níquel, cobalto y hierro para la capa tecnológica t son respectivamente Nit,
Cot y Fet, se puede estimar el valor de la masa volumétrica MtP para la capa tecnológica t
del pozo P utilizando la siguiente metodología:
1. Triangulizar a partir de las coordenadas planas de la pared Norte (puede tomarse otra
pared) del conjunto de pozos criollos conocidos, y determinar por esta pared cuales son
los pozos A1, B1, C1 (donde los valores de Nit1, Cot1, Fet1 y Mt1, son sus contenidos y
masa volumétrica respectivamente para cada capa tecnológica t) que forman un
triángulo tal que el pozo de exploración P (Xp; Yp) este situado en el interior o en la
frontera del mismo ( recordemos que todos los pozos criollos del yacimiento se pueden
determinar para cada una de sus paredes las coordenadas medias (X,Y) y los valores de
los contenidos de Ni, Fe, Co y de masa volumétrica determinados para muestras
tomadas en profundidad a 1 m de distancia unas de otras). Considerando que existen
varios métodos para triangulizar, proponemos que se use el de Delaunay [100] que
satisface la propiedad del círculo donde se generan triángulos cuyos lados tienen
diferencias pequeñas o sea tienden a ser equiláteros.
Se obtienen los puntos A2, B2, C2 cuyas coordenadas planas son las de la media de la
pared opuesta a la que se tomó en el párrafo anterior y los valores de Nit2, Cot2, Fet2 y
Mt2 son sus contenidos y masa volumétrica para cada capa tecnológica t.
�2. A partir de los seis puntos A1, B1, C1, A2, B2, C2 y sus valores respectivos de Nit1, Cot1,
Fet1, Mt1, Nit2, Cot2, Fet2 y Mt2 para cada capa tecnológica t, se obtiene (resolviendo un
sistema de ecuaciones lineales) para cada triángulo de vértices A1, B1 y C1 la ecuación
lineal:
Mt = ao + a1x + a2y +a3Nit + a4Cot +a5Fet
Donde ao, a1, a2, a3, a4, a5 son coeficientes reales.
A partir de la expresión anterior se pueden obtener las masas volumétricas MtP de las
capas tecnológicas t de cualquier pozo de exploración P cuyas coordenadas X y Y se
encuentren en el interior o en la frontera de un triángulo ABC.
3. Cuando no se pueda utilizar este método de estimación de la masa volumétrica, debido
a que el pozo de exploración P(Xp;Yp) no pertenezca a ninguno de los triángulos
formados por los pozos criollos, entonces se propone estimar el valor de Mt en función
de la masa volumétrica de los puntos más cercanos, para ello se utilizara el método del
inverso del cuadrado de la distancia con la restricción de una zona de influencia circular
que incluya no menos de 3 pozos criollos seleccionados entre los más cercanos.
El método propuesto para el establecimiento de la masa volumétrica en los yacimientos
lateríticos además de ser simple con el uso de las computadoras, nos ofrece un resultado
mucho más confiable que el método utilizado con anterioridad, pues prevé un valor de masa
volumétrica para cada pozo de la red de exploración en cada una de sus capas
tecnológicas teniendo en cuenta las relaciones entre los % de Ni, Fe y Co del pozo de
exploración y su posición con respecto a los pozos criollos cercanos, sin embargo tiene la
dificultad de no tener en cuenta directamente los tipos litológicos medios; esto se debe a
que no se disponen hoy en día de esa información en las bases de datos informatizadas de
las minas. Además debemos agregar que este método pude conjugarse con zonificaciones
de los yacimientos tales como las propuestas en [10], lo cual aumentaría la confiabilidad de
los resultados.
Finalmente debe recordarse que según se observó en el Capítulo 2, aún queda por resolver
el problema de aumentar la fiabilidad de los valores de Ni, Fe y Co en los pozos de la red de
exploración que son los datos de entrada para estos cálculos.
3.7 Cálculo de Volúmenes.
Para el cálculo de volúmenes se considerarán soluciones para diferentes casos.
A. Sólidos cuya proyección es un rectángulo y está limitado por techo y piso mediante
superficies alabeadas y se tiene para las mediciones una red rectangular completa.
i. Si se quiere calcular el volumen con un error mínimo de las curvas de interpolación y
mediante pocos puntos y se puede definir donde se realizarán las mediciones,
siempre que los mismos tengan el mismo nivel de representatividad con respecto a
las cotas, bastará con usar de forma iterativa la fórmula de Gauss (anexo 27) tal
como se explica el método de perfiles verticales en [80].
ii. Si se quiere calcular el volumen con un error mínimo de las curvas de interpolación y
mediante pocos puntos donde las mediciones ya se conocen de antemano, bastará
con usar de forma iterativa la fórmula de Gauss (anexo 27) con la transformación LL
(ver anexo 28) tal como se explica el método de perfiles verticales en [80].
�iii. Si se quiere calcular el volumen aprovechando las propiedades de los splines
bidimensionales (ver epígrafe 3.3 ) donde las mediciones ya se conocen de
antemano, bastará con determinar para cada ‘parche’ la ecuación del spline
correspondiente al techo y la del spline correspondiente al piso y calcular la integral
de la manera clásica; siendo el Spline Bicúbico z = H(x,y) según el método descrito
arriba, se calcula el volumen total por:
n2 − 1 n1 − 1
∑ V
V= ∑
ij
j =1 i =1
donde
y
x
i +1 j +1
V = ∫
∫ H ( x , y )dydx
ij
x
y
i
j
El cálculo de los volúmenes Vi j puede hacerse analíticamente sin dificultades.
B. Sólidos cuya proyección es un rectángulo y está limitado por techo y piso mediante
superficies alabeadas y se tiene para las mediciones una red rectangular incompleta.
En estos casos se pueden tomar dos vías:
i. Completar la red mediante el uso del método de interpolación lineal por
triangulización o mediante kriging y usar uno de las vías descritas en 3.6 A.
ii. Usar directamente un método que no precise de una red rectangular como el de
triangulizar (recomendamos el método de Delaunay [100]) la red y calcular el
volumen total aproximado como la suma de los volúmenes de cada uno de los
sólidos cuyos ‘techos’ y ‘pisos’ son dos triángulos; estos últimos volúmenes se
pueden calcular de manera exacta.
Antes de continuar es conveniente señalar que el problema de la exactitud de los métodos
de cálculo de volúmenes para los casos descritos anteriormente ha sido tema de
investigaciones del autor de esta memoria, los resultados principales que nos permiten
reafirmar las recomendaciones 3.6.A.iii y 3.6.B.i puede verse [84,93], donde además se
comprueba mediante un experimento computacional que, además de la densidad de la red,
otros tres factores que determinan la exactitud del cálculo de volúmenes como los descritos
son la variabilidad de la superficie (se describe una fórmula para estimarla), la proporción de
puntos de medición (que no pertenezcan a la frontera de la región) que puedan
considerarse extremos o puntos de ensilladura y la regularidad de la red, medida por un
criterio que puede verse en [90].
C. Sólidos con proyecciones irregulares en los planos de coordenadas.
Son estos sólidos los más difíciles de realizarles los cálculos de volúmenes debido a que
las mediciones deben garantizar la determinación de los límites del cuerpo. Para el
cálculo de sus volúmenes se propone el algoritmo descrito en [82] el cual puede resultar
útil cuando se trata de determinar el volumen de un cuerpo de intercalación.
3.8 Cálculo de Recursos.
En nuestros yacimientos lateríticos el cálculo de los recursos se ha efectuado históricamente
mediante la fórmula de la zona de influencia que puede describirse como:
Método 1: Se tiene una columna vertical o pozo P que tiene D metros de profundidad donde se
han realizado K mediciones en igual número de intervalos que pueden ser o no de la misma
longitud Lk. Se considera que P está situado en el punto de intersección de las diagonales
�de un cuadrado de lado A; este cuadrado es la zona de influencia de P. Para cada intervalo
K se tiene un valor del volumen calculado por Vk=A2 Lk y además se conocen en ese
intervalo los valores promedios de la masa volumétrica Mk y del % de los componentes de
cierto elemento Wk (en nuestro caso se conocen, al menos, valores de Ni, Fe y Co en cada
intervalo). Los valores parciales de los recursos se calculan para cada intervalo como Rk =
Vk Mk y la cantidad de W se calcula como CWk = Rk Wk /100. Para conocer el valor en todo
el pozo se suman los resultados parciales.
En este punto conviene analizar el problema del error de estimación de W. Si se considera que
la variabilidad de W es conocida y está descrita por el variograma γ(h) cuando se estima el
valor de W en un punto Q perteneciente a la zona de influencia de P donde W=Wo entonces
se tiene que en Q el valor de W=Wo y el error de estimación es E=2γ(h) donde h es la
distancia entre los dos puntos; o sea que el error depende de la variabilidad de E y de la
distancia h. El error medio cuadrático de cálculo de recursos tiene la forma ECR =
( E vol ) 2 + ( E mas ) 2 [10] y para el cálculo de recursos del metal W se tiene la fórmula ECRW
=
( E vol ) 2 + ( E mas ) 2 + ( E w ) 2 , donde el valor del error medio de la determinación del
error de W en A estará dado por Ew =
2
A2
A
A
∫ ∫ γ (h)dxdy .
0
0
Otros métodos clásicos de cálculos de recursos que existen se basan fórmulas análogas de
multiplicar volumen por masa volumétrica pero con diferentes formas de calcular el volumen
del cuerpo en dependencia de la forma que tenga el mismo [98,140,156].
Método 2: Se basa en el hecho de que si se conocen las hipersuperficies ‘por tramos’ u=f(x,y,z)
que expresa la ley de un elemento u en cada punto (x,y,z) de un sólido que contiene los
n1×n2×n3 datos y/o estimaciones y la función P(x,y,z) expresa en cada punto la masa
volumétrica, entonces puesto que la reserva R, es el producto del volumen V por la masa
volumétrica P por la ley del componente u y usando la definición de integral triple se tiene:
R=
n3 − 1 n2 − 1 n1 − 1
∑
∑
∑ R
donde
ijk
k =1 j =1 i =1
y
x
z
i +1 j +1 k +1
R = ∫
∫
∫ P( x , y , z ) f ( x , y , z )dzdydx para un pequeño paralelepípedo cuyos
ijk
x
y
z
i
j
k
lados son xixi+1; yjyj+1; zkzk+1. Las dificultades evidentes de este método son la obtención de las
funciones P(x,y,z) y f(x,y,z). La ventaja del método está dada en que elimina la rigidez de
trabajar con valores promediados para todo los puntos del paralelepípedo o sea es una manera
de acercarnos a la realidad.
Método 3: El método estadístico no precisa del cálculo del volumen sino que se basa en la
productividad del área medida de manera estadística y la delimitación de esta área; los detalles
pueden verse en [98]. El método tiene, para este autor, la desventaja de que depende de la
aceptación de la aleatoriedad como única (o preponderante) propiedad del modelo del
fenómeno que se analiza lo cual no concuerda con la realidad y además se precisaría de un
�estudio altamente especializado (por zonas y elementos) de las parámetros y distribuciones
estadísticas de los sitios explorados y minados, cosa para la cual no se tienen en la actualidad
datos precisos.
Método 4: La evaluación de recursos mediante métodos geoestadísticos es bastante conocida
[5,17,32,58,106,107] y puede realizarse de la manera clásica visto en el método 1, calculando el
volumen del cuerpo mediante una red densa estimada por kriging o puede tomarse
directamente el tonelaje como una variable regionalizada en unidades de volumen; los cálculos
se realizan mediante estimaciones por kriging. La ventaja principal de este método es que
permite evaluar el error de estimación y como desventaja precisa de personal calificado y de
labor computacional compleja y laboriosa.
En sentido general, es difícil decidir sin estudios particulares de cada bloque, cual método es
más conveniente para estimar los recursos (o reservas) del bloque, pero este autor no tiene
dudas de que el método de zonas de influencia, por su sencillez, puede ser utilizado en la
medida en que las áreas no sean mayores que los valores permitidos por la variabilidad
estudiada, para garantizar que los errores no excedan los rangos permisibles. Como cuestión
positiva puede aducirse que el uso de intervalos verticales no mayores de 1 m debe permitir
obtener buenos resultados pues en áreas pequeñas las variaciones estadísticas dentro de las
capas del mineral laterítico no son muy grandes. Otra cuestión positiva es que al hacer más
densa la red, se garantiza una rápida disminución del error de estimación lo cual relaciona la
efectividad del método a la efectividad de los modelos propuestos en 3.4.A que permiten
estimar redes más densas.
Un método ‘Zona de influencia 2’, que ha sido empleado en nuestra industria del níquel aunque
de manera muy simple, se explica a partir del siguiente gráfico que representa un plano de la
zona de influencia de un pozo sin y con la red de explotación (la cual puede estar desarrollada
completamente, desarrollada parcialmente con estimaciones de algunos valores o totalmente
estimada). Como se podrá observar en este gráfico, el método ‘Zona de Influencia 2’ es
simplemente aplicar el método 1 de zona de influencia a cada una de las áreas A1,...,A9,
teniendo en cuenta que las fórmulas de cálculo de volumen cambian para cada área y luego
sumar los resultados.
Figura 3.2: Descripción gráfica de las áreas del método de zona de influencia 2.
�Para ilustrar las argumentaciones sobre la propuesta de método que se presenta en esta
investigación como la más adecuada. el autor ha desarrollado un ejemplo de cálculos de
recurso de LB+SB en el bloque XXX del yacimiento Punta Gorda. En los tres métodos se
trabajó con los valores de masas volumétricas constantes utilizados usualmente por los
especialistas de la mina en esa zona: se usaron los datos de la red de exploración en los
Métodos 1 y 2 (usando en este caso el spline trilineal para modelar de manera continua sobre
los datos nivelados los valores de % de Ni, Fe y Co) y se usaron los datos de las redes de
exploración y explotación en el método ‘Zona de influencia 2’ donde se completó el valor del
fondo del mineral de la red de explotación y los valores del Ni, Fe y Co mediante la modelación
(ya que no se dispone de los datos obtenidos por mediciones directas) vista en 3.4.A usando
interpolación trilineal sin kriging.
En el anexo 31 se muestran los resultados de los cálculos del ejemplo mencionado de los
cuales se han obtenido las siguientes conclusiones:
1. A nivel de pozos se presentan diferencias significativas entre el Método 1 con respecto al
Método 2 y al ‘Zona de influencia 2’, no así a nivel de bloque lo cual puede explicarse con la
presencia de los conocidos fenómenos de compensación.
2. Las diferencias, a nivel de pozo, entre los Métodos 2 y ‘Zona de influencia 2’ son pequeñas
debido a que se ha incorporado en ambos casos una modelación que, aunque no refleja
totalmente la realidad, elimina la rigidez que implica suponer como se hace en el método 1,
que los valores de los elementos considerados se mantienen en un área de
aproximadamente 1111.1111 m2 y son independientes de los valores vecinos (considerando
también los valores de los pozos pertenecientes a otros bloques colindantes). En el Método
2, además se han calculado las integrales usando los métodos exactos sobre los
interpoladores obtenidos, lo cual le confiere, en este sentido, mayor confiabilidad teórica a
estos resultados.
3. Puesto que el cálculo se ha realizado pozo a pozo no se ha tenido en cuenta la topografía
real del terreno y de las capas tecnológicas. Para tener en cuenta esta topografía en el
Método 2 implicaría una complicación adicional para los límites de integración de la variable
vertical Z, sin embargo para el método que se denominó ‘Zona de influencia 2’ esta cuestión
resultó fácil de resolver puesto que la nivelación para los 9 puntos de cada bloque solo es
necesaria para estimar valores de los componentes en cada columna.
Por tanto, se recomienda por su sencillez en la aplicación, nivel de precisión para estos casos y
por su fácil comprensión (lo que facilita su adaptabilidad a cada caso) el método ‘Zona de
influencia 2’ y porque, además, puede ser generalizado a sistemas rectangulares de taladros de
mayor densidad con lo que aumentaría la exactitud de los resultados.
�Capítulo 4 : Planificación de la minería en los yacimientos lateríticos del nordeste de
Holguín.
En este capítulo se realiza esta breve introducción debido a que como se ha planteado en otra
oportunidad la minería del níquel en Cuba presenta insuficiencias en lo que concierne a las
actividades almacenamiento - mezcla - homogeneización aunque es de esperar que esta
situación sea resuelta en cortos y medianos plazos.
En la práctica actual, mediante una planificación adecuada de la extracción en los diferentes
frentes se dosifican cantidades de mineral con diferentes características que al mezclarse
garantizan los volúmenes y calidades pedidas; es esta mezcla lograda teóricamente en los
frentes de extracción y ejecutada en el transporte y en los ‘almacenes’ la que más adelante
será homogeneizada para su ingreso en el proceso metalúrgico; en este caso el cliente de la
mina es prácticamente la planta metalúrgica y el material que no le fue enviado se ‘almacena’
en escombreras y ‘jabas’ de la mina o se usa en la construcción de caminos y diques.
Sería, evidentemente, mucho más sencilla la actividad minera si todo el material extraído que
pueda ser considerado como procesable por la planta metalúrgica sea enviado a un depósito
intermedio donde se almacene atendiendo a sus calidades y se proceda a realizar las mezclas
necesarias para su posterior homogeneización y envío al proceso metalúrgico; en este caso el
cliente de la mina estaría en el depósito y la planta metalúrgica sería el cliente del depósito.
Como puede notarse si el cliente es la planta metalúrgica la actividad minera es mucho más
compleja y tensa que en el caso de que el cliente de la mina fuera un depósito donde se
realizarán plenamente las actividades almacenamiento - mezcla - homogeneización.
Por todo lo planteado en los párrafos anteriores, en lo que sigue simplemente se hará
referencia a un cliente de la mina, el cual solicita ciertas cantidades de mineral con ciertas
características y en un plazo determinado.
4.1 La planificación como proceso continuo y dinámico.
La planificación de la minería comienza en etapas muy tempranas del proyecto integral de
la industria. Según las normas establecidas, durante la explotación de un yacimiento por el
método a cielo abierto cada mina debe poseer el proyecto de explotación aprobado por las
instancias correspondientes. En el anexo 48 se describen los aspectos que debe contener un
proyecto minero. Otros enfoques análogos o parciales pueden verse en [8,32,98].
El proyecto se realiza para tomar las decisiones técnico - organizativas óptimas para la
construcción de la mina y explotación del yacimiento, las cuales garantizan el efecto económico
máximo.
El diseño de los proyectos mineros, además de habérsele dedicado en el mundo innumerables
investigaciones, artículos y libros, está contemplado en las legislaciones correspondientes
de todos los países mineros [124]; a la planificación de la minería que es uno de sus
aspectos se le presta máxima atención en nuestro caso ya que es, sin dudas, la parte más
compleja de toda la actividad minera en los yacimientos lateríticos debido principalmente a:
1. Los rangos estrechos de las restricciones del cliente de la mina con respecto a los
volúmenes y las características del mineral que solicita.
2. La característica de homogeneidad y de continuidad del flujo del mineral exigida por el
cliente.
�3. La incertidumbre del pronóstico realizado sobre los recursos minerales.
4. La complejidad de las tareas de determinar las reservas minerales.
5. La gran cantidad de elementos a tener en cuenta a partir de la técnica disponible y las
condiciones particulares de la mina y la empresa para lograr realizar el descombreo y la
extracción (incluyendo el transporte) de los volúmenes y calidades solicitadas.
6. La necesidad de que la planificación contemple el cumplimiento de índices de
rentabilidad económica.
7. Las limitaciones legislativas ambientales y socio - económicas que tiene esta actividad
minera.
Este nivel de complejidad implica que la actividad de planificación tiene que ser continua y
dinámica; la continuidad debe basarse en el principio de que no puede admitirse que se
planifique ignorando la minería realizada en períodos anteriores o sin prever la minería que
se realizará a mayores plazos y el dinamismo debe considerarse desde el punto de vista de
que la planificación debe adaptarse en cortos períodos de tiempo a las nuevas condiciones
que se presentan y de esta adaptación siempre deberán surgir planes de minería de mayor
efectividad que a la vez que consideren que la planificación de la explotación de un
yacimiento es un proceso único que comienza con el proyecto de explotación, su desarrollo
se realiza sobre la base de las condiciones particulares de cada etapa.
La planificación minera define el efecto económico máximo de toda la actividad pero no
puede ser considerada una actividad independiente del pronóstico y del control pues su
dinamismo y efectividad depende esencialmente, junto con la calidad y idoneidad de los
métodos de planificación empleados, de la calidad del pronóstico y solo un control efectivo
de las actividades mineras puede evaluar esta efectividad y hacer que la dirección del
movimiento de la actividad de planificación sea el que aumente esta efectividad.
Generalmente la planificación que se realiza en la actualidad hace énfasis en la definición
de los volúmenes de escombro a remover y en los volúmenes y calidad del mineral a enviar
al cliente y así queda contemplado explícitamente, sin embargo se maneja de manera
implícita el problema de la protección del medio ambiente y de los trabajos hidrogeológicos,
por esta causa se hacen algunas reflexiones al respecto en el próximo epígrafe.
4.2 Relación de la planificación con la conservación del medio ambiente y con los problemas
hidrogeológicos de los yacimientos.
Una de las consecuencias negativas reconocidas (ver anexo 2) de la actividad minera es la
afectación al entorno y esto es motivo de profundo análisis en todos los niveles.
En esta investigación no se propondrán los elementos metodológicos y técnicos particulares de
la protección del medio ambiente que se deben incluir en un plan de minería ya que esto es
un tema amplio y de gran actualidad en las investigaciones que se realizan, sin embargo es
necesario profundizar en una problemática de carácter fundamental y es que en la minería
de los yacimientos lateríticos se debe pasar del enfoque rehabilitativo al enfoque preventivo
y esto no quiere decir que puedan planificarse y evitarse durante la actividad minera todos
los efectos negativos que la misma pudiera causar (ya que esto probablemente afectaría
significativamente la rentabilidad y la propia existencia de la mina) sino que debe buscarse
el equilibrio ecológico - económico entre la actividad minera y su impacto en el medio
�ambiente. En la actualidad, donde junto con el perfeccionamiento empresarial de nuestras
empresas socialistas, se prevé que la rehabilitación es una responsabilidad de la entidad
minera, y donde además es penable económicamente el no cumplimiento de esta
responsabilidad que por demás puede convertirse en un conjunto de tareas costosas, es
necesario crear sistemas de análisis de socio - económicos del impacto ambiental de cada
variante de explotación que se proponga donde se seleccionen las variantes que garanticen
en su conjunto, la mayor efectividad económica en el cumplimiento de las obligaciones con
el cliente y con las tareas preventivas y de rehabilitación del entorno, con el menor efecto
negativo a la sociedad. Esto de alguna manera debe estar de manera explícita en todos los
planes de minería y considerarse en la planificación de los flujos de mineral tal como se
explica en el epígrafe 4.6.
En particular, es conocido que los problemas hidrogeológicos de un yacimiento en explotación
pueden encarecer significativamente el desarrollo del proyecto minero e incluso
suspenderlo. En los yacimientos lateríticos cubanos, debido a las características climáticas
generales del macizo Mayarí - Moa - Baracoa, la situación hidrogeológica se hace bastante
compleja y presenta rangos pequeños de estabilidad, por lo que puede considerarse que las
características hidrogeológicas de un yacimiento que constituyen también un sistema
dinámico, cambia en la medida en que se ve afectado positiva o negativamente por la
actividad del hombre y por la propia naturaleza.
Es por ello que dentro de la actividad minera además de considerar si es rentable minar o no
minar una zona, atendiendo a su situación hidrogeológica, deben emplearse modelos
hidrogeológicos del yacimiento que permitan pronosticar las consecuencias de la actividad
minera; estos pronósticos deben influir de modo significativo en la planificación debido
precisamente al costo que puede tener en el futuro la inundación de los fondos
(probablemente con altos contenidos de Ni) de una zona de extracción o el aumento de la
humedad del mineral hasta niveles que hagan incosteable su procesamiento minero metalúrgico o que se produzcan deslizamientos del terreno que provoquen pérdidas
materiales y humanas.
Es evidente que si asumimos la continuidad y dinamismo de la planificación de la actividad
minera, la consideración de la relación causa - efecto que tiene la actividad minera y la
situación del medio ambiente e hidrogeológica en particular, debe considerarse en ambos
sentidos como un factor decisivo para esta planificación.
En lo que sigue trataremos sobre un tema sumamente importante que pudiera resumirse en
una pregunta ¿Deben planificarse los recursos o deben determinarse primero las reservas
de mena recuperables y sobre estas desarrollar la planificación?
4.3 Determinación de las reservas minerales y del escombro a extraer.
La planificación tiene dos formas conceptuales principales bien diferenciadas en lo que se
refiere a las recursos y reservas (ver anexo 45):
a. Planificar sobre las bases de las recursos pronosticados, tratando sobre la marcha de
respetar las restricciones de protección e higiene del trabajo y medio ambientales.
�b. Definir, a partir de las recursos pronosticados, las reservas minerales y planificarlas
teniendo en cuenta el equipamiento disponible, la disposición geométrica de esta
reservas y las restricciones de protección e higiene del trabajo y medio ambientales.
Esta investigación propone como base conceptual la segunda forma debido a que, en general,
las reservas de mena se calculan sobre la base de un mayor muestreo, modelación más
realista, métodos de cálculo más eficientes, sobre la base del análisis del equipamiento
disponible y de otros factores técnico - económicos.
Para argumentar aún más esta posición debe hacerse énfasis en que en la actualidad se
presenta una situación en algunas empresas que, al menos, puede ser considerada
controvertida y que será ilustrada para el caso de la empresa Ernesto Che Guevara.
Es conocido que la red de exploración con los métodos de cálculo empleado definió los
recursos del yacimiento Punta Gorda en clase B, donde se admite como máximo un 20% de
error. Este autor, no ha podido encontrar, excepto el argumento de la experiencia [135,153],
una justificación científica satisfactoria a la afirmación de que los recursos calculados en
este yacimiento tienen no más de un 20% de error en todos sus pozos, y aunque se
aceptara que el yacimiento tuviera en general recursos calculados con un error menor que
el 20%, la variabilidad que el mismo presenta en diferentes zonas hace presumir que esta
realidad es más bien producto de la compensación entre errores de diferentes signos. En la
siguiente tabla se muestra la media aritmética y la desviación estándar del Ni, Fe y Co
promedio de los 5808 pozos explorados en este yacimiento:
Tabla 4.1: Valores promedios y de las medias aritméticas y desviaciones estándar del Ni, Fe y
Co en los pozos del yacimiento Punta Gorda.
Media % Ni D. E. % Ni Media % Fe D. E. % Fe Media % Co D. E. % Co
0.99711433 0.41380165 37.4673054 10.4130406 0.07898416 0.05136708
Nótese que los coeficientes de variación promedios son respectivamente 41.49%, 27.79% y
65.03% lo cual corrobora lo planteado sobre la variabilidad del yacimiento.
En el anexo 42 se presentan valores promedios pero por bloques para la potencia de todo el
muestreo del pozo y para la capa tecnológica LB+SB sin incluir las intercalaciones. En las
tablas se puede observar que la variabilidad del Ni, Fe y Co entre los bloques es
significativa y no varía de la misma forma en cada componente.
Ahora se puede presentar otro argumento de peso en esta discusión y es que los rangos de
error (20%) de los componentes Ni, Fe y Co pudieran no ser iguales entre si.
Otra razón importante es la conocida presencia de intercalaciones en nuestros yacimientos. En
el anexo 46 se presenta una tabla donde se muestra por bloques los promedios de las
potencias de escombro superior (ES), escombro intermedio menor de 2 m (EINI) y
escombro intermedio mayor o igual que 2 m. En la última columna se muestra la relación
escombro intermedio / mineral la cual muestra que las intercalaciones son un elemento
de gran variabilidad con respecto a la potencia del mineral y por tanto a tener en cuenta en
la planificación de la minería. Vale destacar que en los cálculos clásicos de recursos el EINI
(Escombros Intermedios No Intercalación, o sea con menos de 2 m consecutivos de
potencia) se ha incluido dentro del mineral (esto solo debiera ser hecho, en caso necesario,
�durante el cálculo de reservas de mineral) lo cual agrega un factor de imprecisión para los
resultados de algunos pozos.
De todo lo anterior se deduce que, al menos, es dudosa la aseveración de que el yacimiento
Punta Gorda está clasificado pozo a pozo en la categoría B y por tanto esto demuestra la
necesidad de realizar para la planificación un nuevo cálculo de recursos minerales mediante
el uso de modelos más reales y mediante la utilización de métodos mas idóneos y a partir
de estos resultados estudiar por zonas la verdadera clasificación de los recursos explorados
y señalando donde es necesario un muestreo de mayor densidad; a partir de estos recursos
recalculados y mediante los análisis correspondientes deben determinarse, de manera
explícita y rigurosa, las reservas de mena que es sobre las que en definitiva deben se
creados los planes.
Pero aún si admitiéramos que el yacimiento Punta Gorda efectivamente tiene calculados
recursos en clase B y analizamos la tabla del anexo 6 veremos que las pérdidas
planificadas contra estos valores son de un 6% y el empobrecimiento de un 11% lo cual
indica de que, teóricamente, el cumplimiento de estas planificaciones es bastante
improbable lo cual reafirma lo subrayado.
En la metodología de planificación que proponemos la primera tarea que debe realizarse para
la planificación minera es la que da título a este epígrafe, para lo cual se propone el
siguiente algoritmo:
1. A partir de la modelación obtenida que permite tener para cada pozo de cada bloque un
total de 9 taladros tal como se señala en la figura 3.2 (derecha), determinar un cálculo de
recursos detallado (volumen, masa, % de Ni, % de Fe y % de Co para las capas
tecnológicas Escombro Superior, LB, SB, LB+SB, Escombro Intermedio que constituya
Intercalación, Pérdidas y Empobrecimiento) y el ángulo máximo que se tendrá entre dos
taladros consecutivos después de retirar el escombro, según 6 variantes que
describimos a continuación:
a. Variante 1: Tomar el LB y/o SB más el Escombro Intermedio considerándolo como
parte del LB o del SB en dependencia de su contenido de Fe.
b. Variante 2: Tomar el LB y/o SB más el Escombro Intermedio que no es intercalación
(ya que por su poca potencia no es posible extraerlo separadamente) considerándolo
como parte del LB o del SB en dependencia de su contenido de Fe.
c. Variante 3: Tomar el LB y/o SB más el Escombro Intermedio, más el Escombro
Superior considerándolos como parte del LB o del SB en dependencia de su
contenido de Fe.
d. Variante 4: Variante 3: Tomar el LB y/o SB más el Escombro Intermedio, más una
parte del Escombro Superior que permita mantener la ley de Ni por encima de un
valor dado (considerándolos como parte del LB o del SB en dependencia de su
contenido de Fe). Si el % de Ni del LB y/o SB más el Escombro Intermedio del pozo
no llega a la ley entonces se toma para el pozo según la Variante 1.
e. Variante 5: Se toma una cota común para el final del descombreo en toda el área
analizada de manera que las pérdidas y el empobrecimiento sea mínimo.
�f. Variante 6: Igual que la Variante 1 pero según los cálculos realizados a partir de la
red de exploración.
Una variante importante es aquella donde se tomen en cada pozo cotas que generen
pendientes entre ellos no mayores que un ángulo dado y que además permita minimizar
las pérdidas y el empobrecimiento. Esta variante no ha sido desarrollada teóricamente o
prácticamente en esta investigación y es un problema abierto, considerado por este
autor tan importante como complejo.
2. Se presentará la posibilidad de crear de manera manual a partir de cualquiera de las
variantes anteriores, esta Variante 7 permitirá al usuario interactuar con una aplicación
para computadoras para la determinación de las cotas de descombreo, de ‘resane’
(extracción de escombro intermedio) y del fondo del mineral. En esta variante el colectivo
técnico podrá determinar las cotas mencionadas para cada pozo, teniendo en cuenta la
realidad de la situación técnico - económica de la mina de modo que permita minimizar
los factores negativos relacionados con el empobrecimiento, pérdidas, afectaciones al
entorno y protección e higiene del trabajo y al mismo tiempo garantizar las reservas que
en los planes de flujos de mineral satisfagan en volumen y calidad las demandas del
cliente con el uso más adecuado del equipamiento.
3. En todas las variantes se calculará la cantidad de metal que es posible extraer como una
cuarta manera (además de las pérdidas, el empobrecimiento y la pendiente) de medir las
bondades de una variante.
4. Se tomará la variante Aceptar o Variante de Reservas que es la que definirá las
reservas sobre las que se desarrollarán los planes de minería a medianos (si se trabajó
con recursos indicados) y cortos plazos (si se tienen recursos medidos).
En el anexo 44 se muestran los cuadros de diálogo desarrollados en el software Tierra (ver
anexo 3) para implementar este algoritmo donde los resultados obtenidos se guardan en
archivos que ya contemplan las reservas mineras y las pérdidas y empobrecimiento
planificados a partir de los recursos recalculados.
La determinación de las reservas puede, sin dudas, lograr un mayor nivel de automatización
pero para lograr este objetivo es necesario considerar individualmente la situación técnico económica de cada entidad minera, las características particulares de los depósitos que se
explotan y las estrategias que se plantee cada colectivo técnico.
La complejidad de la planificación aumenta en la medida en que se realiza sobre plazos más
cortos es por ello que en los próximos epígrafes se analizarán los aspectos relacionados
con la planificación del desbroce, destape y extracción en diferentes períodos de tiempo.
4.4 Planificación del desbroce y del destape.
La planificación del desbroce y del destape tiene diferentes niveles de precisión en
dependencia de los períodos que se planifican; en la actualidad dentro de los planes de
minería que se elaboraron para períodos de 20, 5 y 1 año aparecen los planes de desbroce
y destape pero con niveles de detalles muy pobres y sobre la base de cálculos de recursos
a partir de la red de exploración lo cual solo los hace lo suficientemente útiles para orientar
de manera general el trabajo. En este epígrafe nos referiremos a los planes detallados que
realmente orienten con precisión el trabajo diario de desbroce y destape.
�A partir de los resultados obtenidos en la determinación de las reservas mineras y del
escombro a extraer explicada en el epígrafe 4.3 la tarea de planificación del desbroce y
destape está prácticamente resuelta y solo es necesario definir como deben quedar
expresados estos planes y analizar el problema del sincronismo entre el desbroce - destape
y la extracción a partir de las necesidades de mineral planteadas por el cliente y los planes
de extracción que se tienen.
Los planes de desbroce destape deben quedar expresados:
a. Por áreas (que pueden ser cuadradas que incluyan a 9 pozos de un bloque, el área que
ocupa un bloque o un área arbitraria). Es recomendable que estas áreas sean siempre
iguales ya que se facilita el control técnico - económico de la minería.
b. Por volúmenes a trasladar en unidades de tiempo (lo cual principalmente depende de las
necesidades planteadas y del equipamiento disponible).
c. Por el destino del material que se remueve a partir de las calidades del material ya que
esta concepción es sumamente importante para que en un futuro pueda aprovecharse
recursos que hoy la tecnología metalúrgica no puede procesar.
Ejemplo de un plan de este tipo puede verse en el anexo 43 (el cual es muy fácil de
implementar en aplicaciones computacionales de amplio uso como el Excel, por ejemplo).
Para el trabajo en el campo se pueden utilizar planchetas auxiliares por áreas que
contengan los datos de la cota y potencia para cada tipo de trabajo. Estas planchetas
orientarían a los que dirigen el proceso real y además permitirían en un momento
determinado tomar la decisión de realizar algún muestreo y controlar e informar cuando no
se han confirmado los pronósticos.
El desbroce y el destape son actividades que preceden a la extracción del mineral que se
enviará al cliente por tanto deben realizarse con la suficiente antelación como para que se
tengan destapadas las reservas a minar en el momento previsto e incluso estar preparados
para posibles eventualidades de interrupciones de estas tareas o de no confirmación de
reservas en alguna zona; por otra parte, las actividades de desbroce y destape producen
afectaciones importantes al medio ambiente al eliminar la vegetación del terreno dejando al
descubierto grandes zonas y creando escombreras donde el viento y las lluvias producen
rápidamente erosión y contaminación ambiental. Es, por tanto, necesario encontrar un
período de tiempo adecuado que mantenga el equilibrio entre los dos factores subrayados,
es evidente que este período de tiempo será más breve en la misma medida en que se
aumente la fiabilidad del pronóstico y también dependerá de la existencia de un depósito
donde se realicen labores sistemáticas de almacenamiento - mezclas - homogeneización.
En la práctica se han tenido en nuestro país casos de desbroce - destape con tres años de
antelación lo cual garantiza reservas destapadas que facilita en gran medida la planificación
del flujo de mineral pero que es de alta incidencia negativa en el entorno; por otra parte se
ha presentado el caso en que se ha desbrozado y destapado una zona dos días antes de
proceder a la extracción lo cual minimiza las afectaciones al medio ambiente pero pone en
gran peligro el cumplimiento de los compromisos con el cliente de la mina. Hoy en día se
considera por la experiencia acumulada que un período de 1 año es adecuado para
mantener un ritmo de desbroce - destape que mantenga el equilibrio entre los factores
�subrayados [34,35,36,123,125,151] sin embargo este es un tema que debería ser motivo de
análisis permanente en el perfeccionamiento del trabajo de las minas y un acicate para
lograr que el sistema pronóstico - planificación - control se perfeccione.
4.5 Planificación de la extracción del mineral en diferentes plazos.
Tal como hemos dicho anteriormente la planificación de la explotación de un yacimiento,
además de ser continuo y dinámico, es un proceso único que comienza con el proyecto de
explotación y su desarrollo se realiza sobre la base de las condiciones particulares de cada
etapa, es por ello que la planificación de la extracción del mineral se realiza para diferentes
plazos, atendiendo a las necesidades actuales y futuras del cliente, a los recursos minerales
que se disponen y a la fiabilidad de los sistemas de pronósticos.
En nuestro país los planes se realizan generalmente para 20, 5 y 1 año por la empresa Centro
de Proyectos del Níquel (CEPRONI) y los planes para períodos más cortos de tiempo
(trimestral, mensual, decenal, cinco días, diarios) los realiza el personal técnico de la mina.
En sentido general, más importante que definir los períodos de tiempo que deben ocupar los
plazos para cada plan, es determinar la precisión de los planes en cada período de tiempo
fijado. Definiremos cuatro categorías para los planes de minería:
a. A largo plazo: Se desarrollan sobre los cálculos de recursos, sobre las ideas generales
de los requerimientos perspectivos del cliente, sobre las estrategias de protección del
entorno y de la seguridad e higiene del trabajo y sobre una visión concreta de los
recursos humanos y de equipamiento, necesarios para cumplir este plan. Desde el punto
de vista del minado debe contemplar los planes de caminos principales, planes de
exploración detallada y planes de desbroce - descombreo y de extracción a nivel de
áreas no mayores que un bloque. Estos planes pueden ser para períodos de 5, 10, 20
años o más años en dependencia del grado de detalle del conocimiento de los recursos
mineros y de los requerimientos del cliente así como de otros factores socio económicos.
b. A Mediano Plazo: Se desarrollan sobre la base de un cálculo de reservas previo que al
menos tenga categoría de probables y debe contemplar un grado de detalles que
permita formular tácticas precisas para períodos de tiempo de 1 mes, sobre todo en lo
que se refiere a los elementos que garantizan el flujo pedido del mineral; además de los
aspectos vistos en los planes a largo plazo, debe contemplar con precisión los valores
previstos para los parámetros de los sistemas de control del cumplimiento del plan.
Estos planes pueden ser para períodos desde 1 mes hasta 1 año.
c. A Corto Plazo: En este caso se desarrollan según un cálculo de reservas previo que
tenga categoría de probadas y debe contemplar un grado de detalles que permita
formular tácticas precisas para períodos de tiempo de 1 día, debe ser muy exacto en el
uso del equipamiento y de las reservas de modo que garantice el flujo del mineral con
criterios de eficiencia y optimización; debe contemplar con precisión los valores previstos
para los parámetros de los sistemas de control del cumplimiento del plan. Estos planes,
que están estrechamente relacionados con los subsistemas de control y pronóstico,
pueden ser para períodos desde 1 día hasta 1 mes y deben indicar de manera explícita
los índices de rentabilidad económica.
�d. A Muy Corto Plazo: Estos planes son más que nada ajustes y precisiones a los planes a
corto plazo y se ejecutan como una Orden de Extracción Diaria o como una Orientación
Técnica Geólogo - Minera para un turno de trabajo. Estos planes constituyen una
necesidad para lograr imprimir el dinamismo necesario a la actividad minera y están en
dependencia directa con el subsistema de control y con los reajustes que se realizan en
los pronósticos de las reservas. Deben considerar las eventuales afectaciones en las
actividades del equipamiento y del cliente así como las del medio ambiente.
Desde el punto de vista práctico, para la planificación de la extracción del mineral, se propone
crear una estructura informativa que en forma de tabla asigna a cada sector mineral de un
pozo (fila) de la red de exploración una secuencia de parámetros (columnas) que describen
la planificación del mismo. Estos parámetros son los siguientes:
�Tabla 4.2: Parámetros para la planificación de la extracción del mineral.
Parámetro o columna
Bloque.
Pozo.
Sector.
Descripción
Según la notación que se use respecto al yacimiento.
Número del pozo con respecto al bloque.
Un pozo puede ser dividido en diferentes tipos de sectores de
acuerdo a diferentes criterios. Las cuatro que se recomiendan
son:
a. Sectores verticales en forma de ortoedros y según la red
de exploración.
b. Sectores verticales en forma de ortoedros y según la red
de explotación.
c. Sectores verticales en forma de anillos cilíndricos y según
la red de exploración [17].
En todos los casos se puede definir un solo sector que
contemple toda la potencia del mineral del pozo pero es
recomendable definir los sectores con masas ( o volúmenes)
aproximadamente iguales a las que se extraen en un frente
durante un período de tiempo de un turno o de un día lo cual
facilita, como veremos en el próximo epígrafe la planificación.
Para ilustrar el inciso c, ver más adelante el gráfico 4.1.
Coordenada Este - Oeste. Del sector. Pueden usarse coordenadas locales o nacionales.
Coordenada Sur - Norte.
Del sector. Pueden usarse coordenadas locales o nacionales.
% de Ni
En el sector.
% de Fe
En el sector.
% de Co
En el sector.
Valores de las calidades En el sector.
de otros elementos.
Masa (o volumen)
En el sector.
Relación Escombro
En el sector.
Intermedio / Mineral
Disponibilidad
Un sector está disponible si geométricamente es accesible en
el momento en que se realizará la minería que se planifica y si
además técnica y económicamente es factible su extracción.
Vínculos
Establece un vínculo con otros sectores colindantes de
similares condiciones respecto a las calidades de Ni y Fe.
Este parámetro puede ser útil para la definición de una
minería continua.
Selección
Establece si ya ha sido seleccionado en alguno de los planes
anteriores.
Excavadora.
Equipo de excavación que se le asigna en una planificación
realizada.
Período
Período de un mes que se le asigna en una planificación
realizada.
Mes.
Mes que se le asigna en una planificación realizada.
Año.
Año que se le asigna en una planificación realizada.
Extraído.
Masa (o volumen) extraída del pozo. Este parámetro se
actualiza mediante el subsistema de control.
Agotado.
Se declara agotado o no agotado el pozo.
�Figura 4.1: Sectores verticales en forma de anillos cilíndricos según la red de exploración.
Mediante una tabla como la descrita se puede ejecutar un sistema de planificación del minado
el cual estará vinculado a los sistema de pronóstico (ya que se pueden actualizar en esta
tabla los valores de cantidad y calidad de los sectores) y de control.
Dentro de la planificación de la minería un lugar especial lo ocupa el problema de la
determinación de las condiciones para lograr un flujo de mineral con ciertas condiciones
dadas. En el próximo epígrafe se analiza este aspecto.
4.6 Optimización Binaria aplicada a la planificación del flujo de minería.
En el caso de nuestra minería del níquel el problema de la planificación del flujo del mineral
puede expresarse en el lenguaje que hemos venido utilizando Mina - Cliente.
El método para resolver la problemática planteada ha sido bastante diverso pero se parte de
tratar de crear un Sistema Para la Dirección Operativa del Flujo del Mineral. Son conocidos
los métodos básicos de la Teoría Combinatoria donde se prueban todas las combinaciones
posibles [157] y se toman las más adecuadas; hoy en día este método se sigue usando de
manera manual en nuestras empresas con la introducción de criterios heurísticos para
desechar combinaciones no convenientes.
En [125] puede verse un ejemplo convincente de la aplicación de la Teoría Combinatoria a la
elaboración de un plan de flujo de mineral para 5 años para el Proyecto Cupey, con
minimización de los frentes de extracción a partir de una clasificación para las menas que
permitió zonificar horizontal y verticalmente los yacimientos investigados considerando la
investigación de los parámetros estadísticos de las muestras y de los recursos. Esta
zonificación es una forma recomendable de crear sectores (ver la tabla 4.2) a partir de los
cálculos de recursos y de los datos de la red de exploración que permita enfrentar con éxito
la búsqueda de una o varias combinaciones adecuadas para un plan a largo plazo.
Los métodos estadísticos se basan en la caracterización del problema de la planificación a
partir de la consideración de la aleatoriedad de los variables de las reservas de mena y de
la determinación de los parámetros y distribuciones estadísticas de estas variables lo cual
permite realizar inferencias estadísticas y simulaciones con métodos como el de Monte
Carlo [
] y de otros tipos [
]. Estos métodos no serán considerados en esta
�investigación debido a que, este autor considera, no deben ser absolutizadas las
propiedades aleatorias de las variables geólogo - mineras.
La Teoría de los Juegos (vinculada a la Teoría de las Probabilidades) ha sido aplicada a la
planificación de la extracción en estos yacimientos. En [150] puede encontrarse un análisis
donde se considera que la productividad de la cantera es una magnitud aleatoria continua
con distribución Beta y la planificación de una productividad más adecuada se realiza a
partir de una estrategia combinada de la Teoría de los Juegos. La confiabilidad del
resultado se comprueba a través de la Entropía de la Teoría de la Información.
Los métodos geoestadísticos que se han estudiado para la solución de estos problemas son
complicados y exigen de conocimientos especiales de Geoestadística No Lineal por lo que
pueden, por el momento, ser descartados en este caso; su esencia está en la simulación
del proceso y en la búsqueda de soluciones óptimas por diferentes vías (Teoría de las
Funciones de Recuperación, Teoría de Simulación de Explotación); una introducción puede
verse en [32], página 116 donde se presenta el Método de Parametrización Técnica de
Reservas que mediante un algoritmo especial se puede obtener una familia de proyectos
encajados, todos óptimos en el sentido del tonelaje que se obtiene.
La descripción técnica y matemática del flujo de mineral laterítico se describirá a partir de las
ideas básicas de [17] y de [122] los cuales, junto a otros investigadores, han desarrollado
software, con resultados satisfactorios, para las minas de este territorio.
Sean las exigencias para un plan de minería que garantice un flujo de mineral hacia un cliente
(se usará el término volumen para referirse a la cantidad, pudiera usarse masa):
a. El plan se dirige a la formación de un flujo de mineral homogeneizado de volúmenes
constantes para cada período de tiempo. Este flujo es discreto y su forma depende de
los requerimientos del cliente.
b. Los valores medios de los índices en la composición cualitativa para la mena, en el flujo
que se envía al cliente en cada período de tiempo deben satisfacer las exigencias de
este.
c. Deberá ser garantizado el laboreo uniforme de los frentes de extracción dentro de los
límites que se asuman como necesarios.
d. El plan debe garantizar la extracción máxima de los componentes útiles Ni y Co o sea la
minimización (por cuenta de la extracción) de las pérdidas de estos componentes.
La notación que se utilizará es la siguiente:
♦ Los contenidos de Ni, Fe, Co exigidos por el proceso se denotan βNi, βFe, βCo.
♦ A cada excavadora j=1,..n situada en un frente de extracción se le asignan mj sectores,
todos de volumen constante go .
♦ Los contenidos de Ni, Fe y Co en el sector i de la excavadora j se les denomina
respectivamente Pi jNi, Pi jFe, Pi jCo.
♦ El plan es un conjunto X de valores ordenados de las variables xi j tal que:
1 si se incluye en el flujo a la planta, la porción i de la excavadora
xij =
0 en caso contrario
♦ El plan tendrá N sectores tomados de los diferentes frentes de extracción.
j
�Las exigencias planteadas anteriormente pueden ser descritas de la siguiente forma:
mj
n
a.
∑∑x
j =1 i =1
=N
ij
En este caso como todos los sectores tienen el mismo volumen entonces la suma de N
sectores producirá un volumen constante para todo el flujo en cada período de tiempo.
mj
n
∑∑
b.
PijNi
N
j =1 i =1
n
mj
∑∑
PijFe
N
j =1 i =1
n
mj
∑∑
PijCo
j =1 i =1
N
x ij ≥ β Ni
x ij ≥ βFe
x ij ≥ βCo
c. La diferencia admisible ∆jk de volumen, dada en número de sectores, entre las zonas de
la excavadora j y la zona de la excavadora k fija una restricción que permite un laboreo
tan uniforme como lo determinen los valores de estas diferencias. Esto se expresa como:
mj
mk
i =1
i =1
∑ xij − ∑ xik ≤ ∆ jk , donde j, k =1,…,n; j<k.
∆jk ∈ {1,2,…,u} donde u < Min(mj) para j=1,…,n.
Cada una de estas restricciones no lineales se puede descomponer en dos restricciones
lineales tal como se describe a continuación:
mj
∑x
i =1
mk
ij
− ∑ x ik ≤ ∆ jk
i =1
mj
mk
i =1
i =1
∑ xik − ∑ xij ≤ ∆ jk ,
donde j, k =1,…,n; j<k.
∆jk ∈ {1,2,…,u} donde u < Min(mj) para j=1,…,n.
d. De la última restricción se deduce la función objetivo a minimizar. Si consideramos que
Cni y Cco son valores de ponderación y que αNi y αCo son respectivamente los valores
medios pronosticados (entre todas las zonas de extracción) del Ni y del Co, entonces se
describe la función objetivo como el cuadrado de la distancia ponderada:
2
2
n m j Ni
n m j Co
∑ ∑ Pij xij
∑ ∑ Pij x ij
j =1 i =1
j =1 i =1
C Ni
− α Ni + CCo
− α Co → Min
N
N
Debe destacarse que los sectores que se incluyan en la determinación de un plan de minería
deberán ser aquellos que tengan Disponibilidad según la tabla 4.2.
El método que se propone y que a continuación se describe parte de dos pasos:
1. Transformación del enunciado del problema.
�El problema, tal como ha sido enunciado es de los llamados de Programación Matemática
en Enteros del tipo Cuadrático (todas las restricciones son lineales y la función objetivo
es cuadrática), presenta dificultades para solucionarlo debido al carácter no lineal de la
función objetivo por lo que es preciso realizar algunas transformaciones:
En [122] se desarrollan las vías para la primera transformación basándose en que se puede
convertir cada sumatoria dobles en una sola sumatoria mediante una ordenación
conveniente de los sumandos de las primeras. El problema queda enunciado:
n
S=
∑m
j =1
j
S
∑x
t =1
S
∑
t =1
S
∑
t =1
S
∑
t =1
t
=N
Pt Ni
x ≥ β Ni
N t
Pt Fe
x t ≥ βFe
N
Pt Co
x ≥ βCo
N t
∑x − ∑x
t ∈T j
t
r ∈Tk
r
∑x −∑x
r ∈Tk
r
t ∈T j
t
≤ ∆ jk
≤ ∆ jk
donde ∆jk ∈ {1,2,…,u}; j , k =1,…,n; j<k; u < Min(mj) para j=1,…,n
Tj = {t xt = xi j , i = 1,…,mj} son n conjuntos disjuntos donde cada cual contiene los índices
correspondientes a la excavadora j y además la unión de todos ellos forman el conjunto
T de todos los índices de todas las excavadoras.
y además xt ∈ {0,1}, t = 1,…,s.
2
2
S Co
S Ni
∑ Pt x t
∑ Pt x t
t =1
t =1
− α Co → Min
C Ni
− α Ni + CCo
N
N
Todavía es necesario realizar una transformación de la función objetivo para convertirla en
una forma cuadrática; para ello se introduce una variable más al problema xs+1 ∈ {0,1}
para la cual es necesario añadir otra restricción al problema que evite que se anule.
Mediante la siguiente notación:
�lii = C Ni (liNi ) 2 + CCo (liCo ) 2 ,
lij = C Ni liNi l jNi + CCo liCo l Co
j
lis +1 = −( C Ni liNi α Ni + CCo liCo α Co ) ,
lii = C Ni (α Ni ) 2 + CCo (α Co ) 2
y con algunas transformaciones, el problema queda expresado en la forma:
s +1
xt
∑
t
=N
=1
s+ 1
l
∑
t
Ni
t
x t ≥ β Ni
Fe
t
x t ≥ βFe
=1
s+ 1
l
∑
t
=1
s+ 1
l
∑
t
Co
t
x t ≤ β Co
=1
x s+1 ≥ 1
∑x − ∑x
t
t ∈T j
∑x
t ∈Tk
r
≤ ∆ jk
r ∈Tk
r
− ∑ x t ≤ ∆ jk
r ∈T j
x t ∈ {0,1}, t = 1... S + 1
s +1
s +1
i =1
i , j =1
i< j
∑ lii xi2 + 2 ∑ lij xi x j → Min
En este caso la última expresión no tiene ningún término constante por lo que es una forma
cuadrática y se le puede aplicar el algoritmo que se referirá más adelante.
2. Aplicación de un Algoritmo de Optimización Binaria.
En [122] se definen los conceptos generales de la programación Matemática, Programación
Convexa, Programación Lineal, Programación Cuadrática, Programación Lineal Binaria y
Programación Cuadrática Binaria. Seguidamente se hace referencia al Método de
Ramas y Cotas para la solución de Problemas de Programación Discreta definiéndose
los conceptos de Separación y Ramificación y los algoritmos para el Cálculo de la Cota
Superior, de Cálculo de la Cota Inferior y General de Ramas y Cotas.
Se describe el Método de Enumeración Implícita (perteneciente a la clase de los algoritmos
de Ramas y Cotas) para el caso lineal y para el caso cuadrático y dentro de los mismos,
los aspectos relacionados con la Separación, Finitud del Algoritmo, Acotamiento,
Exploración y Selección de la variable a entrar en la ramificación. Este último algoritmo
resuelve el problema planteado.
Es evidente que de la manera en que está planteado el problema aún se tiene la
posibilidad de que no exista la solución buscada o que en la práctica la solución
encontrada no sea conveniente por razones que no se contemplan en el modelo o que
�por situaciones eventuales no se puede aplicar la planificación prevista; en estos casos
se ha propuesto una modificación del Algoritmo de Programación Cuadrática Binaria
(puede verse en [122], página 51) que permite encontrar un conjunto de soluciones
dentro de un rango dado lo cual favorece notablemente la toma de decisiones prácticas.
Un grupo de trabajo del CIL-ISMM ha desarrollado programas computacionales con este
algoritmo en el cual se ha mostrado su confiabilidad y factibilidad.
Finalmente se destaca que en este modelo se pueden agregar otras restricciones
relacionadas con otros componentes positivos o negativos. Por ejemplo si se quiere limitar
la ley del magnesio se incluiría una restricción como la que sigue:
n
mj
∑∑
j =1 i =1
PijMg
N
x ij ≤ β Mg donde βMg es el límite máximo promedio del magnesio permitido.
En la literatura consultada no se ha podido encontrar las definiciones precisas de las
constantes de ponderación Cni y Cco, en [17,122] se expresa:
‘…con la ayuda de los coeficientes C N i y C C o , se calcula el valor económico
relativo del Níquel y el Cobalto en una tonelada de mena (los valores de C N i y
C C o se relacionan aproximadamente como 7:1…)’.
En esta investigación se propone que si asumimos que:
R N i : Precio de una tonelada de Ni.
R C o : Precio de una tonelada de Co.
Y que la relación, entre los % de Co y de Ni que contiene el mineral, que es
más conveniente para la ejecución eficiente del proceso metalúrgico está dada
por ξ = (%Co) / (%Ni), entonces se tiene que:
CNi = ξ RNi.
CCo = ξ RCo.
Un elemento que en esta investigación se propone adicionar al modelo
analizado es el relacionado con las intercalaciones. Si se parte que para los
m j sectores de la excavadora j se define la relación intercalación/mineral de
cada sector como t i j , entonces tiene sentido tratar de asegurar que el
promedio τ j para cada excavadora de los valores t i j sea acotado por un valor
λ
dado
ya
que
τj
puede
indicar
el
valor
esperado
de
la
relación
intercalación/mineral en el área de trabajo de la excavadora j durante el
período que se planifica. Esto se expresa como:
mj
∑t
τj =
i =1
mj
ij
xij
∑x
i =1
≤ λ ; j=1,…,n. Expresiones que pueden escribirse en forma lineal.
ij
De este modo, a menores valores de τ j se tendrán menores valores esperados
en las variaciones locales de la calidad del % de Ni y del % de Fe; esto es
precisamente lo que da importancia a la consideración de la intercalación
dentro de los planes.
�Dos elementos que pueden considerarse de gran importancia para ser
considerados
como
partes
del
modelo
son
los
relacionados
con
las
características litológicas de cada sector y con algunos requerimientos
específicos
que
pudiera
tener
alguna
de
las
plantas
metalúrgicas
en
particular. La incorporación de estos aspectos al modelo son tareas que se
recomiendan para su desarrollo.
�Capítulo 5 : Control de la Minería en los yacimientos lateríticos del nordeste de Holguín.
5.1 Topografía, recursos y otros elementos de control.
Como ya se ha dicho el control es una de las tareas esenciales en el desarrollo del proyecto
minero. Los aspectos principales que se deben controlar:
a. Topografía.
b. Recursos y reservas por pozos y bloques.
c. Cantidad y características del material minado.
d. Destino del material minado (removido o extraído).
e. Control de los equipos.
f. Hidrogeología.
g. Control de la seguridad e higiene del trabajo.
h. Control del estado de ciertos indicadores del impacto ambiental de la minería.
En la minería a cielo abierto la topografía es un elemento fundamental de control debido a que
es ella la que indica los diferentes estados de la geometría de la explotación minera y es
una de las formas de conocer aproximadamente la calidad del material que se extrae y del
que aún queda [27,31,148]. Además, la topografía tiene relación con la toma de decisiones
en la planificación de la geometría y cantidad y calidad del mineral de las próximas
remociones o extracciones.
Los recursos y las reservas se controlan con el fin de determinar la eficiencia de la minería
realizada según los parámetros pérdidas, empobrecimiento y dilución y luego poder tomar a
tiempo decisiones que optimicen las actividades mineras.
El control de las remociones y extracciones es tal vez uno de los elementos más controvertidos
del control por ser caro y al mismo tiempo decisivo dentro de toda la esfera del control. El
control de lo minado está relacionado con el control topográfico, con el control de recursos y
reservas y con el trabajo eficiente de los laboratorios de análisis químico y físico.
Dependiendo del peso que se le asigne a cada uno de estos tres factores así será el
equilibrio entre los costos y la calidad de este control. Una de las cuestiones que deben
destacarse es que este control debe hacer énfasis en que sus funciones principales son las
de explicar el estado del trabajo minero, informar la cantidad y calidad del material que se
mina y enriquecer los modelos de pronóstico vistos en el capítulo 3.
Ya se ha mencionado en los capítulos anteriores que en nuestra actual minería del níquel no
se trabaja sistemáticamente en el almacenamiento - mezcla - homogeneización del mineral
antes de su envío a la planta y la tendencia ha sido la de aumentar la operatividad para
lograr dosificar minerales de diferentes características con el fin de lograr una mezcla
adecuada y un estilo de planificación que facilite el envío directo de estas mezclas de
mineral a las plantas. Esta situación, es estratégicamente desastrosa debido a que
inevitablemente se explotan las zonas de mayor homogeneidad y de mayor calidad primero
por lo que la minería se caracteriza por la abundancia de frentes y la discontinuidad lo cual
provoca pérdida de recursos y un impacto ambiental negativo; por todas esta razones es
necesario seguir insistiendo en que entre la actividad del minado y el proceso metalúrgico
de la planta debe existir una actividad sistemática y completa de almacenamiento - mezcla
- homogeneización. De todas maneras, puede suponerse que el material que entra a la
�planta se mezcla y homogeneiza en algún momento de la actividad minera, esto significa
que en la práctica siempre aparecerán ‘porciones’ que deben ‘almacenarse’ para su
posterior envío a la planta en otra ocasión donde pueda formar parte de una mezcla. Es
esta situación lo que le da importancia al control del destino del material minado; es
indefendible en el caso actual una actividad de control que desconozca la cantidad y
características de sus ‘jabas’, escombreras, almacenes, material usado en la construcción
de caminos y diques, etc.
El control del equipamiento es fundamental para lograr que la actividad sea rentable debido a
que el trabajo de los equipos de extracción y transporte se realiza a costa de grandes
consumos de combustible. Los de extracción deben controlarse por sus niveles de
explotación determinando si se cumplen los parámetros planificados (tanto del uso técnico
del equipo en el arranque y llenado de los equipos de transporte como del cumplimiento de
las orientaciones recibidas para la realización de las extracciones) así como las normas
técnicas de trabajo, de seguridad y mantenimiento. Los equipos de transporte deben
chequearse de manera análoga y además deberá comprobarse el cumplimiento de normas
de consumo de combustible contra la masa real de mineral transportada.
Como se aclaró antes, la hidrogeología no es tema de estudio de esta investigación, pero
debido a la importancia económica que tiene este aspecto, se harán algunas reflexiones
sobre el control hidrogeológico y será primero mediante un ejemplo sencillo:
Supongamos que la humedad del mineral que se está extrayendo y transportando es de un
35% (esto no está lejos de lo que sucede en la realidad en el yacimiento Punta Gorda); en
la practica esto quiere decir que de cada 1000 kg de material extraído se extraen 350 kg de
agua, los cuales también se transportan. Si se tratara del proceso ‘seco’ empleado en la
empresa Ernesto Che Guevara entonces este material deberá secarse y para esto también
se necesita energía. Es evidente que una gran parte del gasto realizado para extraer,
transportar y eliminar agua ha sido proporcional a la cantidad de agua del mineral lo cual
implica que la rentabilidad de todo el proceso es determinada por la humedad del mineral.
Además no debe descartarse la posibilidad de que se inunden los frentes de extracción al
procederse a minar las cotas más bajas, lo cual interrumpiría las actividades en el frente.
Son estas las razones principales (a pesar de las nuevas tecnologías que se han incorporado
en los últimos tiempos para el ahorro de energía en el secado del mineral) para considerar
que el control hidrológico es esencial para planificar las medidas de drenaje y de formas de
extracción que minimicen la humedad del material extraído.
En sentido general ahora no se abundará mas en los aspectos señalados en los incisos f y g
debido a que esto se explica en los anexos 1 y 2 respectivamente. Si debe quedar claro que
estos factores deben influir en las decisiones que se tomen en los reajustes periódicos de
los planes de minería, ya que como se ha señalado son dos aspectos preferenciales y que
a largo plazo, además de ser negativos, encarecen el proyecto minero.
5.2 Control de la topografía. Perfiles vs planchetas.
El control de la topografía tiene tres aspectos que interesa precisar: periodicidad, forma de
realizarlo y forma de visualizarlo.
�En el primer aspecto, se propone que el control topográfico se realice según los períodos
denominados en el capítulo 4 como ‘Corto Plazo’ debido a que este chequeo debe influir
directamente en el control de las extracciones (ver epígrafe 5.5) y en los reajustes de las
planificaciones las cuales deben realizarse al menos una vez cada vez que transcurre un
período de ‘Corto Plazo’.
En el segundo aspecto, la forma de realizarlo deberá ser atendiendo a las normas técnicas de
mediciones correctas [10]; con la necesaria pericia del topógrafo, que deberá medir en los
puntos más representativos del relieve atendiendo a cimas, valles y fronteras de la región; y
al método de actualización (si es necesario) de las planchetas P4,P5,P6,P7 definidas en
3.4.B donde para esta actualización se puede utilizar el procedimiento de estimar los
nuevos valores de cotas de las planchetas a partir de los valores de cotas medidos y para
ello se proponen tres métodos principales: interpolación lineal con triangulización, inverso
del cuadrado de la distancia con potencias de orden 3 o 4 (debido a que las superficies de
excavación son poco abruptas, y a que el efecto bull-eyes puede ser conveniente) o kriging
(a sabiendas de que este método precisa de mayores conocimientos de los técnicos que lo
usen).
En la forma de visualizarlo, este autor considera que no tiene sentido la discusión que
contrapone los perfiles y planchetas. Ambos muestran el comportamiento de un fenómeno
tridimensional usando concepciones diferentes. En el caso de los perfiles, que pueden ser
verticales u horizontales (incluso oblicuos) se muestra un corte de la región y en este corte
se ilustra mediante datos (generalmente números, puntos, líneas y franjas) el
comportamiento de uno varios parámetros del fenómeno; a veces se utilizan varios perfiles
consecutivos para ilustrar el comportamiento tridimensional. Las planchetas muestran en
planta mediante los mismos recursos los mismos problemas pero usando el concepto de
curva de nivel. En el trabajo minero ambos deben ser usados en función de las necesidades
informativas que tengamos y deben tenerse a mano herramientas que faciliten el acceso a
la información de cada pozo. En el anexo 29 se muestran diferentes perfiles y planchetas
que se recomiendan para el uso del trabajo en la minería cubana del níquel.
5.3 Control de recursos, reservas y equipos de extracción: uso de planilla informática por pozo.
El control de los recursos y de las reservas parte del conocimiento de los valores pronosticados
y del control del trabajo del minado (mineral y equipos) y termina en el perfeccionamiento de
los pronósticos a partir de este control. Para el seguimiento del trabajo del minado se ha
diseñado una planilla por pozo PPP (teniendo en cuenta las experiencias prácticas del
trabajo en nuestras minas lateríticas), la cual a partir del uso de computadoras puede cubrir
las necesidades de este control en la minería del níquel en nuestro país. Por su
complejidad, mostraremos por secciones el diálogo que con este fin se programó en el
software Tierra (ver anexo 3). Se debe significar que al activarse la planilla para un pozo se
tiene disponible casi toda la información relacionada con las reservas y en ella se reciben
resultados calculados por otras herramientas y además permite calcular el resumen de
extracción de un pozo al agotarse el mismo así como emitir información (ver epígrafe 5.5).
�Figura 5.1: Primera sección de la PPP:
En esta primera sección se muestran herramientas para acceder a información del pozo y
del bloque provenientes de las exploraciones y se tiene información resumen actualizada de
dos parámetros importantes: pérdidas y empobrecimiento.
Ya en esta versión se permite trabajar con las masas volumétricas clásicas aceptadas o
trabajar con las que hemos propuesto en este trabajo.
Las recursos originales (ver anexo 45) se toman a partir de los cálculos realizados según la red
de la exploración y las reservas recalculadas (ver anexo 45) se toman mediante el método
Zona de Influencia 2 visto en el capítulo 3 según las redes de exploración y de explotación y
de otros muestreos disponibles.
El botón DAME INFO permite acceder a la información según definiremos en 5.5.
�Los botones TRAER y T ACUM permiten incorporar automáticamente los resultados que se
obtienen al calcular una extracción (según veremos en 5.4) a la sección de Historia que
veremos a continuación.
Figura 5.2: Segunda sección de la PPP:
En esta segunda sección se tiene la historia de la minería realizada mensualmente, que
pudiera irse calculando en períodos más cortos de tiempo y acumularse en archivos. La
notación usada es la que actualmente se utiliza en la Subdirección de Minas de la empresa
Ernesto Che Guevara.
Cuando se declara agotado un pozo, se escribe en la casilla No A las letras SI A (tal como
ahora aparece) y entonces aparecen los botones CALCULAR y EDITAR y ACTUALIZAR
CyV; el primero realiza un resumen de lo acontecido con la extracción del escombro y
mineral del pozo y además permite editar los datos de los pozos de manera que si en la
práctica se han producido cambios o incorporado nuevos datos estos puedan rápidamente
pasar al sistema de pronóstico para remodelar la zona; el segundo actualiza el sistema de
control de planificación para garantizar que este pozo esté actualizado en el subsistema que
planifica visto en la tabla 4.2 del epígrafe 4.5. Los valores que aparecen al final son el
resumen del estado actual de las extracciones del pozo, esto (al igual que algunos
resultados de la sección 1) se actualizan automáticamente mediante vínculos que se
activan al mover el ratón o apretar una tecla de la computadora.
�Se puede afirmar que en esta planilla, que sin dudas puede ser ampliada y perfeccionada,
interviene de manera fundamental en la formulación práctica del sistema que vincula las
actividades de pronóstico, planificación y control.
5.4 Metodología para el cálculo de una minería realizada.
Uno de los problemas más complejos es el de calcular aproximadamente pero con la mayor
precisión posible la cantidad y calidad del mineral minado. Como hemos dicho al principio
de este capítulo debe establecerse un equilibrio entre el muestreo visual, geoquímico y
geofísico (a todo esto le llamaremos en este epígrafe muestreo) y la información que pueda
asumirse como aceptable a partir de la calidad pronosticada de manera que la información
sobre el mineral minado sea lo mas real posible.
A continuación se explica el algoritmo general que se propone para realizar los cálculos de una
minería realizada el cual parte de que se conoce por muestreo o por estimación la red
explotación o sea 9 taladros para cada bloque:
1. Tomar los datos de la nueva topografía del terreno del área laborada T.
2. Determinar los bloque que pertenecen a esta área T.
3. Para cada bloque B determinar a partir de la plancheta P7 que tiene la topografía previa
una red con alta densidad pero que sea submúltiplo de la red plana de P7 en ambas
direcciones horizontales y estimar sus cotas mediante el método de interpolación lineal
con triangulización. A estos datos le llamaremos Dv.
4. Para cada bloque B determinar la frontera convexa [82] o no convexa de la intersección
del área laborada T con el bloque B, a la que llamaremos F; la región de puntos
interiores a F junto con F la denotaremos por G.
5. En cada bloque B, eliminar los datos originales de P7 que pertenezcan a G (usando el
método desarrollado por el autor de esta investigación y descrito en el anexo 30) e incluir
en este conjunto de datos los datos medidos que pertenecen a G. Crear con estos datos
una red de la misma densidad usada en el paso 3. A estos datos les llamaremos Dn.
6. Los cotas de la red densa estimada en el paso 5 cuyas coordenadas planas coincidan
con las coordenadas planas de P7 pasan a ser las nuevas cotas de P7 y de esta forma
se actualiza esta plancheta para el bloque B.
7. Para cada bloque B, determinar cuales pozos tienen área de influencia con intersección
no vacía con G. En cada uno de estos pozos Q se determinará los subconjuntos de Dv y
Dn, a los que llamaremos Qn y Qv, de cotas que limitan la extracción en el pozo.
Mediante una de las técnicas explicadas en el epígrafe 3.7.A ya se puede calcular el
volumen extraído y la precisión depende fundamentalmente de la densidad de la red
definida en el paso 3 y del método de estimación usado pero como además nos interesa
la calidad del material, entonces proponemos lo siguientes pasos:
a. Editar los datos de los valores geoquímicos en los 9 taladros del pozo, cambiando o
agregando nuevos datos tomados como muestras.
b. Crear una nueva columna Cn de cada uno de los 9 taladros con intervalos pequeños
(puede ser de 1 cm) donde se estimarán los valores geoquímicos con un método
sencillo que puede se interpolación lineal (spline lineal).
�c. Asumir los valores de calidad en cada ortoedro formado por las redes Qn y Qv y la
nueva red vertical a partir de la pertenencia de los puntos a cada una de las áreas de
influencia de cada taladro según se describió en la figura 3.2. En caso de que los
puntos pertenezcan a diferentes áreas se podrá tomar la media ponderada
correspondiente.
d. Obtener el volumen y masa del material minado en cada uno de los ortoedros
mencionados en 7.c mediante las fórmulas:
V = Largo x Ancho x Altura
M = V x Masa Volumétrica
e. Calcular para cada pozo la suma de volúmenes y de masas minadas así como la
calidad (como media ponderada por los volúmenes) en cada una de los rangos de la
calidad que definamos o por capas tecnológicas.
8. Para cada bloque B se sumarán los valores minados en los pozos y las calidad de cada
componente en cada una de los rangos de la calidad que definamos o por capas
tecnológicas se tomará como media ponderada a partir de los volúmenes
correspondientes. Estos valores deberán incorporarse mediata o inmediatamente a la
planilla de control PPP.
En 7.a se plantea la necesidad de editar los valores geoquímicos en los 9 taladros de un pozo
y es esta, tal vez, uno de los pasos más complejos de definir en la práctica debido a que es
necesario conoce cuantos muestreos se realizarán y donde deberán efectuarse. A modo de
ilustración del planteamiento del problema veamos el siguiente ejemplo:
Sea un pozo Q y consideremos que se tienen solamente los datos reales de la red de
exploración con longitud r5 y que los datos de los 8 pozos de red de explotación de este
pozo son parcialmente reales r1,r2,r3,r4,r6,r7,r8,r9 (por ejemplo si la longitud del pozo de
exploración es de r5=20 m en el área A5 y los pozos de explotación tienen respectivamente
en las áreas A1,A2,A3,A4,A6,A7,A8,A9, los valores r1=5m, r2=4m, r3=0m, r4=12m, r6=7m,
r8=6m, r9=3m, respectivamente) y se conocen los valores estimados para longitudes
e1,e2,e3,e4,e6,e7,e8,e9 (por ejemplo e1=15m, e2=16m, e3=19m, e4=22m, e6=18m,
e8=19m, e9=21m), entonces se trata de definir cuantos y donde se efectuarán estos
muestreos para que el cálculo de la minería realizada tenga mayor confiabilidad.
Este problema, desde el punto de vista teórico, queda planteado y abierto en esta
investigación, sin embargo este autor opina (siguiendo las ideas de [153]) que en esta tarea
es donde los técnicos (topógrafos, geólogos y mineros) que laboran en los frentes de
extracción deben mostrar un alto nivel de conocimiento y operatividad de manera que
considerando el pronóstico dado sean capaces de detectar visualmente las posibles
diferencias que se producen al realizarse la extracción y orientar entonces el muestreo que
servirá para informar realmente la cantidad y características del material extraído y para
mejorar la información del sistema de pronóstico.
5.5 Información en el tiempo, en el espacio y por equipamiento.
Los organismos competentes externos e internos que fiscalizan el desarrollo de la minería y
miden la rentabilidad y minimización de afectaciones al hombre, medio ambiente,
equipamiento exigen periódicamente información sobre la actividad minera, pero además
�esta información sirve para definir la remuneración de los trabajadores y es indicador
permanente para los que dirigen el sistema pronóstico - planificación - control para tomar
las medidas que definan la optimización de la actividad minera. Por todo esto es que se
hace necesario disponer de herramientas que faciliten fiable y rápidamente obtener esta
información. En el caso de la minería que se realiza en los yacimientos lateríticos la
información más solicitada es la que se refiere al trabajo que se ha realizado en un período
determinado (tiempo), en una zona dada (espacio) y por uno o varios equipos
(equipamiento). La propuesta que se presenta tiene en cuenta estos requerimientos y se
basa en el botón DAME INFO de la planilla PPP vista en 5.3. Se propone el :
Figura 5.3: Diálogo para obtener información sobre la minería.
Mediante este diálogo se pueden obtener las informaciones que actualmente se piden en
tiempo, espacio y por equipamiento de la actividad de minado , pero más importante aún es
entender la manera en que la informática puede resolver esta problemática de manera
satisfactoria y que este tipo de diálogo puede enriquecerse de la forma en que sea
necesaria.
Los detalles sobre el control del destino del material minado no ha sido desarrollado en esta
investigación al igual que las formas de controlar la hidrogeología y la situación ecológica pero
se considera que pueden desarrollarse de manera semejante en el sentido de que se definan
los parámetros a registrar y los algoritmos para la realizarán de sus controles y para el manejo
y tratamiento de la información y su vínculo con otras informaciones; el resto del trabajo es la
implementación computacional, la imprescindible disciplina en la realización de la toma de
información y su verificación y finalmente la emisión de información a otros subsistemas.
Un detalle que no aparece tratado dentro del sistema de control propuesto en este capítulo es
el problema de la dilución, término que se definió en 1.4, página 19, como sigue:
�La dilución es la diferencia entre la calidad prevista de un componente del material a extraer y
la calidad real de este componente en el mineral extraído medido a la entrada del proceso
metalúrgico.
Sobre este concepto es necesario realizar algunas reflexiones.
Según [105] se tiene que:
Dilución: Acción de diluir o diluirse.
Diluir: Desleír.
Desleír: Disolverse en un líquido.
Disolver: Desunir, separar las moléculas de un cuerpo sólido o espeso, por medio de
un líquido; Separar, desunir las cosas que están unidas.
Esto simplemente quiere decir que desde le punto de vista de este diccionario el término
dilución no tiene el mismo significado que vimos anteriormente.
En [57] se plantea:
Dilution: Dilución, disolución, desleimiento, disminución de la concentración.
En este caso (que se trata de un diccionario técnico); ya se entrevé una relación.
Según definición dada en Norma Ramal del Balance Anual (NRMG-055-1979) , tenemos que:
Dilución: (mal llamado empobrecimiento).Son rocas, sustancias estériles o mineral de
baja calidad que, de acuerdo a los límites de cálculo, no fueron incluidos en
las reservas, pero por el uso de la tecnología más moderna o para alcanzar
un mayor potencial económico, se mezclan o se pretenden mezclar con el
producto final de la mina.
Es necesario, por tanto, precisar que la dilución es un concepto particular de la minería que
mide un aspecto de la calidad de sus actividades y que en la actualidad, en opinión de este
autor, tiene una acepción más parecida a la que describe [153] que a la otras mencionadas.
En este sentido según el Ing. Dictinio de Dios Leyva se presentan las siguientes definiciones
para el caso de la empresa Ernesto Che Guevara:
Dilución: Es un proceso físico, mediante el cual se experimenta una variación de los
componentes útiles de las Reservas Geológicas Probadas (RGP) al ponerse
en contacto con la roca encajante durante su desarrollo, explotación,
transporte y preparación para su procesamiento tecnológico. Esta variación
se ve reflejada en la planta de Hornos de Reducción, con la muestra HR-1.
La Dilución se determina por la fórmula siguiente:
D(Ni) = % Ni (HR-1) - % Ni (RGP).
D(Fe) = % Fe (HR-1) - % Fe (RGP).
D(Co) = % Co (HR-1) - % Co (RGP).
Donde:
D : Dilución.
%Ni, Fe, Co(HR-1) : Calidad de los componentes útiles del mineral que entra a la
planta de Hornos de Reducción para ser procesado, certificada por la muestra HR-1.
�% Ni, Fe, Co(RGP) : Calidad de los componentes útiles de las Reservas Probadas
Agotadas. (Esto incluye las Reservas Probadas Extraídas más las Reservas Probadas
Perdidas).
Puesto que no quedan aclarados los significados de los términos Reservas Geológicas
Probadas, Reservas Probadas Extraídas y Reservas Probadas Perdidas, para ilustrar la
situación explicaremos brevemente como se mide hoy en día la dilución del Ni en la empresa
Ernesto Che Guevara.
Supongamos un caso simple donde se ha extraído un sólido tridimensional de volumen dado
de un pozo donde se ha pronosticado a partir de la red de exploración que la calidad del Ni en
esta región es 1.2% y en este caso la subdirección de minas asume que esto es cierto por lo
que no hace muestreos de este mineral con el fin de verificar el pronóstico. Al enviarse el
mineral a la planta metalúrgica, después de las transformaciones físico - mecánicas que se
producen en el proceso de mezcla, separación y homogeneización se produce un muestreo en
el primer horno de reducción que define la calidad del mineral que entra en planta. Si
suponemos que el resultado del muestreo para el Ni fue de 0.95%, entonces se calcula (0.95 1.2) % = - 0.25 %.
Se acepta 0.95% como el verdadero valor del Ni en el sólido mencionado y entonces Di = -0.25
(constituye un error del -26.3% del valor estimado con respecto al valor real, siendo esta una
forma de evaluar la dilución que no se utiliza).
Una descripción de los diferentes factores que intervienen en la existencia de los valores de la
dilución pueden verse en [6,153]. El enfoque que a continuación se presenta tendrá otra
orientación.
Los dos factores numéricos que intervienen en este caso en la exactitud del valor informado
como dilución son los siguientes:
a. Conjunto de errores del muestreo y estimación que generan el error del pronostico
realizado.
b. Conjunto de errores del muestreo realizado en la entrada de la planta metalúrgica que
generan el error de valor real.
Estos factores numéricos no se evalúan sistemáticamente.
Hay un factor conceptual negativo que influye decisivamente en la precisión del valor calculado
de la dilución y tiene que ver con el dato que se asume como calidad pronosticada del Ni, que
generalmente se toma a partir de los registros confeccionados a partir de la red de exploración
aún cuando ya se tengan nuevos valores pronosticados a partir de otros muestreos y
modelaciones más realistas. Otro factor negativo, más evidente, es que la dilución se calcula
contra el % de Ni de las recursos calculados y no contra los recursos enviadas al cliente por lo
cual se están incorporando las pérdidas (ya conocidas) al cálculo realizado.
Si además se considera que en realidad a la planta llega mineral que se formó a partir de una
mezcla de minerales procedentes de varios frentes entonces es imposible determinar en cual
de los frentes se produjo realmente la dilución.
Lo planteado hace dudar de la idoneidad (como parte del subsistema de control de la minería
que se propone) del método actual de cálculo de la dilución en la minería que se realiza en
nuestros yacimientos lateríticos y permite afirmar que la dilución podría constituir un elemento
�que evalúe a medianos y largos plazos y en su conjunto la eficiencia de las labores de cálculo
de recursos y de las actividades mineras pero de ninguna manera puede constituir hoy en día
un parámetro dinámico en el sistema pronóstico - planificación - control de la minería.
No es objetivo de esta investigación el proponer nuevas formas de medir la dilución para
convertirlo en un parámetro confiable para medir la eficiencia de la minería e incorporarlo a
todo la metodología propuesta pero este autor considera necesario que este tema sea motivo
de un nuevo enfoque y de exhaustivas investigaciones teórico - prácticas.
�Conclusiones.
Después de analizar los aspectos vistos en el desarrollo de esta investigación se llega a las
siguientes conclusiones:
1. Es necesario la mayor atención a la cantidad y calidad de la información que se tiene y se
necesita para desarrollar las actividades mineras en los yacimientos lateríticos con el fin de
organizarla y explotarla tal como se ha planteado en el capítulo 2.
2. Se ha mostrado que es posible realizar modelaciones satisfactorias de la topografía, de los
valores geoquímicos del Ni, Fe y Co y de las masas volumétricas a partir de los datos que
se disponen en la actualidad en las empresas que explotan los yacimientos lateríticos
cubanos.
3. Se han propuesto métodos de cálculo de volúmenes y de cálculo de reservas eficientes
para las condiciones particulares de estos yacimientos.
4. Se ha definido una estructura informativa que recoge los elementos necesarios para realizar
la planificación de las actividades mineras y se ha descrito un método para realizar esta
planificación de manera que se cumplan condiciones que determinan cierta optimización de
las actividades mineras.
5. Se ha desarrollado un sistema de control de la actividad de minado que permite el
seguimiento de los parámetros topográficos, de los recursos minerales y del uso del
equipamiento de extracción. Además se ha creado un sistema informativo de estos tres
elementos y en general de la actividad del minado en espacio, tiempo y por equipamiento.
6. Se ha demostrado que es posible vincular dinámicamente y con un alto nivel de
automatización los subsistemas de pronóstico, de planificación y de control del minado.
7. Se ha mostrado que el conjunto de principios, reglas y métodos propuestos para el
desarrollo de la minería en los yacimientos lateríticos cubanos, constituyen un sistema
(formado por los subsistemas de pronóstico, de planificación y de control de la actividad de
minado los cuales están interrelacionados entre si desde el punto de vista estático y
dinámico) y además este sistema es una metodología puesto que permite el seguimiento de
la extracción del mineral en toda la explotación del yacimiento y la toma de las decisiones
necesarias para disminuir los parámetros que influyen negativamente en el proceso:
pérdidas, empobrecimiento, no cumplimiento del volumen y de la calidad del mineral
enviado por unidad de tiempo al proceso metalúrgico, uso inadecuado del equipamiento y
además permite lograr afectaciones pequeñas al medio ambiente.
8. La metodología presentada tiene una importante significación económica, tecnológica y
social tal como se muestra en el anexo 47.
�Recomendaciones
1. Estudiar la información disponible en las empresas que explotan los yacimientos lateríticos
cubanos bajo los criterios vistos en el capítulo 2, haciendo énfasis en la recomendación de
la página 26, los principios de la página 27, los criterios de la página 28 y los aspectos
relacionados con la protección de la información.
2. Incluir las características litológicas en las bases de datos de los pozos de exploración y
ampliar las variables que se estudian en la red de explotación incluyendo (en los casos que
aún no los tenga) además del % de Ni, al menos los % de Fe y % de Co y la litología.
3. Elaborar criterios que permitan inferir a partir de las características conocidas y de los datos
que se posean sobre la corteza de intemperismo en un bloque, el tipo de modelo más
adecuado para el mismo.
4. Estudiar la generalización del modelo geoquímico propuesto en el epígrafe 3.4 para el caso
de valores reales de k1 y k2 y para la modelación de las características litológicas del
bloque.
5. Aplicar en la práctica las modelaciones topográfica, geoquímica y de las masas
volumétricas así como los métodos de cálculo de volúmenes y de recursos propuestos, en
las empresas que explotan los yacimientos lateríticos cubanos.
6. Aplicar en las empresas que minan nuestros yacimientos lateríticos las siete variantes para
la definición de las reservas en un bloque tal como se expresan en el epígrafe 4.3 y estudiar
teóricamente la variante donde se tomen en cada pozo cotas que generen pendientes entre
ellos no mayores que un ángulo dado y que además permita minimizar las pérdidas y el
empobrecimiento.
7. Implementar planes de desbroce tal como se describen en el epígrafe 4.4 y en el anexo 43.
8. Implementar en las minas de los yacimientos lateríticos los parámetros para la planificación
de la extracción del mineral en los diferentes períodos de tiempo propuesto y el
modelo/método de optimización binaria descritos respectivamente en los epígrafes 4.5 y
4.6.
9. Estudiar y agregar las restricciones relacionadas con la litología y con la tecnología
particular de la empresa en el modelo descrito en el epígrafe 4.6.
10. Estudiar cuantos y donde deben efectuarse los muestreos geoquímicos para que el cálculo
de la minería realizada tenga mayor confiabilidad.
11. Estudiar algoritmos para incorporar al sistema de control propuesto en el capítulo 5 los
registros del destino del material minado, de la hidrogeología y de la situación ecológica en
el yacimiento.
12. Estudiar e implementar nuevas formas de medir la dilución para convertirla en un
parámetro dinámico y confiable para medir la eficiencia de la minería e incorporarlo a todo al
sistema de control propuesto.
13. Implantar el sistema de control de la actividad minera propuesto en el capítulo 5 en las
minas de los yacimientos lateríticos de níquel.
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variables: Kriging”. Centro de Investigaciones del Petróleo, MINBAS, La Habana,
1988.
135. Rodriguez Ruíz, Héctor J.: “Premisas geológicas para la automatización integral de
los trabajos de prospección en yacimientos niquelíferos de interperismo”. Tesis
Doctoral, Santiago de Cuba, 1990.
136. Rodríguez Ruiz, Héctor J.: “Algunos Comentarios Acerca de las Técnicas Actuales
para la Modelación de Recursos Minerales.” (Inédito). Conferencia impartida durante
la VI Jornada Científica - Técnica de la Empresa Geominera de Oriente. Stgo de
Cuba, Febrero de 1999.
137. Rojas Purón, Arturo Luis: “Principales fase minerales portadoras de níquel en los
horizontes lateríticos del yacimiento Moa”. Tesis Doctoral, ISMM de Moa, 1995.
138. Ruz Peña, Elmer : “Propuesta para determinar el Peso Volumétrico de las Menas
Ferroniquelíferas en función de los contenidos de Fe y Ni”. Reporte de Aplicación de
Ciencias Técnicas, Ministerio de Educación Superior, La Habana, Mayo de 1978.
139. Sánchez Quintanilla, Ana: “Interpolación en Tres Dimensiones Mediante Generación
de Funciones Bicubic Splines y Obtención de Isolíneas por Ordenador”. Boletín
Geológico y Minero, T. XCVI-II, Año de 1985, España.
140. Sabtan Abdullah: “Numerical Techniques in Reservoir Capacity Evaluation”.
Quarterly Journal of Engineering Geology, Volume 26, 1993, USA..
141. Serrano Coello, J.F. “El peso volumétrico como función de los contenidos de
yacimientos lateríticos de corteza de intemperismo”. Informe Técnico. Empresa
René Ramos Latour de Nicaro. Hoguín, 1991.
142. Smirnov, V.I.: “Geología de yacimientos minerales”. Editorial MIR, Moscú, 1982.
143. Spiegel, Murray: “Teorìa y Problemas de Estadísticas”. Editorial Pueblo y
Educación, La Habana, 1986.
�144. Suárez Benedicto, Luis: “Confección de la red topográfica de apoyo para la
explotación de un área del yacimiento Punta Gorda”. Trabajo de Diploma, ISMM de
Moa, 1988.
145. Suárez Feliú, Manuel: “Determinación de los parámetros del hodrotransporte de las
pulpas de mineral serpentinítico”. Tesis Doctoral, ISMM de Moa, 1999.
146. Suárez Leyva, Valia: “Informe de Trabajos Metodológicos - Sísmica. Moa”. Instituto
de Geología y Paleontología, Unión Geólogo Minera, MINBAS, Enero, 1998.
147. SURFER, Surface Maping System, Version 6.02. Golden Software, Inc. Jan 1, 1996.
148. Timofenko, E.L. y A.P. Rilov: “Geometría Minera”. Editorial Nedra, Moscú, 1987.
149. Ulloa Carcasés, Mayda, et al : “Proyecto de protección del medio ambiente referido
a la variante de minería para la arrancada de Las Camariocas”. ISMM, Moa, 1996.
150. Valdés Valdés, Alexis: “Determinación de la Productividad de la Mina Moa”. Trabajo
de Diploma, ISMM, Moa, 1994.
151. Vargas , Maria, et al. “Plan de minería 1997 – 2001 Empresa Comandante: Ernesto
Che Guevarra. (Moa)”. Ceproniquel, Moa, Febrero de 1997.
152. Varios Autores: Mesa Redonda: “Geofísica en las Lateritas”. VI Jornada Científica Técnica de la Empresa Geominera de Oriente. Santiago de Cuba, Febrero de 1999.
153. Vera Yeste, Angel: “Introducción a los yacimientos de Níquel Cubanos.” Editorial
ORBE, La Habana, 1979.
154. Verdecia Vicet, P.: “Análisis de los trabajos realizados acerca del peso
volumétrico”. Trabajo de Diploma, ISMM, Moa 1987.
155. Vergara R., Ramiro: “Softwares se abren camino en sector minero”. Latinominería,
No 29, Marzo, Santisgo de Chile, 1998.
156. Viceministerio de Geología:”Cálculo de Reservas” ; MINBAS, 1981.
157. Vilenkin, N. : “¿De cuántas formas?. Combinatoria”. Editorial Mir, Moscú, 1972.
158. Zeissink, H.E.: “The Mineralogy and Geochemitry of a Nickeliferous Lateritr Profile
(Greenvale, Queensland, Australia)”. Mineral Deposita No 4, Berlín, 1969.
�Anexos
Anexo 1: Protección e Higiene en el trabajo minero (PHT) en los yacimientos lateríticos
Existen tres aspectos fundamentales [39] con relación a este punto:
1. Protección del hombre: La normas de PHT advierten al trabajador sobre los posibles peligros
del trabajo con o cerca de las máquinas e instrumentos personales de trabajo, los riesgos
ambientales que pueden estar presente en cualquier industria, los posibles accidentes
relacionados con el desplazamiento personal y colectivo, las normas para resguardar la salud
mental y en general estudia y mejora todo el sistema y condiciones de vida laboral que rodean
al trabajador. Este aspecto es de gran importancia en una sociedad socialista donde priman los
conceptos humanistas.
2. Incremento de la productividad: La PHT tiene entre sus objetivos el de elevar la productividad
del trabajo evitando las perdidas de tiempo por accidentes del trabajo que provocan
alteraciones en el proceso productivo por el daño físico y mental a los trabajadores y el daño a
las máquinas.
3. Eliminar gastos: El aspecto económico en la prevención de accidentes es importante para un
país que construye el socialismo no solo por las afectaciones que provoca en la producción de
bienes materiales sino, además, por los gastos que provoca la curación de los accidentados y
por los gastos de seguridad social.
Cuando la PHT logra los objetivos mencionados (humanos, productivos y económicos), el
trabajador mantiene una actuación sana y segura mientras trabaja.
En las actividades laborales de una mina se distinguen varias formas específicas de protección:
Protección personal
Es necesario, acondicionar al obrero con medios individuales que lo protejan de accidentes
relacionados con su desplazamiento, equipos y sustancias dañinas.
En la tabla siguiente relacionamos las partes del obrero que se deben proteger, así como los
medios de protección y los requisitos básicos de estos medios [39]:
Tabla A1.1: Relación entre el trabajador y los medios que debe usar para su seguridad.
Lugar del
cuerpo
Medio Protector
Cabeza
Se utilizan cascos protectores que Resistentes a impactos, al fuego, a la humedad,
tienen por objetivo reducir el impacto peso ligero, aislamiento de la electricidad.
de objetos que caigan de alturas más o
menos elevadas.
Oídos
Tapones de oídos, orejera o casco Que atenúen el sonido, que tengan confort, que
protector contra ruido.
tengan durabilidad, que no tengan impacto
nocivo sobre la piel, que conserven la palabra
clara y que sean de fácil manejo.
Ojos y cara
Gafas protectoras, pantallas, viseras, Protección adecuada para el riesgo específico
caretas protectoras y espejuelos.
que fue diseñado, comodidad en el uso de los
mismos, ajuste perfecto y ninguna interferencia
en los movimientos, durabilidad y facilidad de
higienización.
Manos y brazos
Guantes, almohadillas, protectores de Que estén reforzados para que protejan al
brazos, mangas y protectores de trabajador contra, llamas, calor y cortaduras. En
dedos.
caso de existir de ácidos, grasas, gasolina
Requisitos que debe cumplir el medio
protector.
( Deben ser plásticos).
Tórax
Delantales de piel de goma sintética y Deben proteger al trabajador contra chispas,
para ácidos.
cortaduras pequeñas y protección contra agua y
tierra.
Pies y piernas
Botas corte alto, tobilleras, polainas, Casquillos
de
acero
para
los
pies,
almohadillas.
anticonductivos, antichispas y deben resistir las
descargas eléctricas.
�Vías
respiratorias.
Respiradores con filtro para polvo, Deben estar acordes con el elemento
mascara con filtro para gases, contaminante y el puesto de trabajo.
respiradores con línea de aire,
No deben ser objetos que impidan que el
mascara con puente de oxigeno.
trabajador realice sus actividades.
Medidas generales de seguridad para el trabajo con los equipos
Estas medidas están presentes en toda la mina y para cualquier equipo.
1. Se prohibe operar equipos con defectos técnicos y con ausencia de alguna de sus partes.
2. Se prohibe operar equipos mineros a personas que no tengan la calificación y el permiso
requerido.
3. Los caminos de la mina en épocas de seca deben regarse convenientemente para evitar el
polvo.
4. Todos los equipos deben poseer sus correspondientes medios de extinción de incendio.
Medidas de seguridad para el trabajo con excavadora
Cuando la excavadora está en operaciones se prohibe la presencia de personas en el radio o
sector de influencia de la misma. Además:
1. La excavadora debe estar provista de señalización sonora de manera que indique el inicio y fin
de cada operación a realizar.
2. Durante el movimiento en pendiente deben contemplarse aquellas medidas que impidan su
corrimiento.
3. El movimiento de la excavadora debe hacerse a la señal del jefe de turno o de brigada.
4. Durante el movimiento debe garantizarse el contacto visual o por radio - comunicación entre el
operador y el que dirige el movimiento.
5. Las excavadoras deben trabajar sobre plataformas aplanadas y compactas cuya pendiente no
exceda de ±1o.
6. Los cables de acero que se utilicen en el alza, el arrastre y la guarnición deben corresponderse
con los del pasaporte del equipo y revisarse no menos de una vez por semana y la cantidad de
hilos rotos no debe ser mayor del 15 % del total de hilos.
Medidas de seguridad para el trabajo con bulldozer
1. Solo trabajará en el radio de acción de una excavadora, cuando esta haya sido
convenientemente posesionada y el cubo esté apoyado en el suelo.
2. Cuando se realice la reparación debajo de la cuchilla, esta debe estar convenientemente
calzada.
3. Al ejecutarse cualquier tipo de trabajo, las pendientes en los accesos bajadas, así como la
inclinación en la dirección transversal no deben sobrepasar los valores máximos señalados por
el fabricante.
4. Al empujar el material en las escombreras o depósitos de mineral el equipo no debe sacar la
cuchilla fuera del borde del terraplén.
5. Al moverse en dirección paralela al borde de la escombrera o depósito de mineral la distancia
entre la estera y el borde del terraplén no debe ser menor a 2 m.
6. Los bancos y terrazas creadas por el bulldozer en las laderas, deben tener una pendiente
transversal en el lado opuesto a la cuneta entre 1o y 3o.
Medidas de seguridad para el trabajo con traíllas y moto traíllas
1. La distancia entre los equipos en movimiento no debe ser menor de 20 - 25 m.
2. Para el desplazamiento de un lugar a otro la caja se elevará a una altura mayor de 0.25 m.
3. La distancia entre el equipo y el borde de la escombrera o corte no debe ser menor de 2 m.
4. No permitir el movimiento de equipos en las siguientes condiciones:
�a. Movimientos hacia arriba a través de pendientes mayores de 25% y bajar cargadas por
pendientes mayores de 30%.
b. Inclinación transversal de las laderas de las cuestas mayor de 12o.
Medidas de seguridad para el trabajo con transporte automotor
1. La planta y perfil de los caminos deben corresponder a las reglas y normas de construcción
vigentes.
2. El ancho de la parte transitable del camino se establece partiendo de las dimensiones del
equipo de manera que haya una holgura no menor de 1.5 m entre los automóviles que circulen
al encuentro y una distancia no menor 0.5 m de las ruedas exteriores hasta el borde de la parte
transitable del camino.
3. No se permite llevar personas fuera de la cabina.
4. No se permite adelantar a otro vehículo que circule en el mismo sentido.
�Anexo 2: El medio ambiente y el trabajo minero en los yacimientos lateríticos
La relación entre las actividades productivas de nuestra economía y el medio ambiente constituyen
un aspecto de permanente análisis en la política del estado cubano donde prima el principio del
desarrollo sostenible [40]. El MINBAS, al igual que otros ministerios de nuestro país, ha definido la
estrategia ambiental de sus entidades en la cual se destacan las siguientes cuestiones:
1. Objetivos.
2. Base institucional.
3. Principales problemas ambientales.
4. Estrategia para minimizar los principales problemas ambientales.
5. Otros lineamientos y acciones para la implementación de la estrategia.
6. Instrumentos para materializar la estrategia ambiental.
A partir de los análisis realizados el MINBAS desarrolló la documentación [104] correspondiente a:
1. Política Ambiental.
a. Fundamentos de la Política
b. Introducción.
c. Objetivos.
d. Principios Ambientales del MINBAS.
e. Acciones para la implementación de la política y estrategia ambiental.
2. Dirección y Organización de la Producción: Medio Ambiente (Manual de la dirección y
organización de la producción, Sistema de Gestión Ambiental).
Una de las cuestiones de mayor interés estratégico en la explotación de los yacimientos lateríticos
de Cuba es la de lograr que las afectaciones al medio ambiente provocadas por estas actividades
sea lo menor posible y además buscar las formas de restablecer, de ser posible, las condiciones
originales de la zona afectada o en su defecto, crear nuevas condiciones compatibles con el resto
del entorno [60,149].
El principio mas importante de la relación que debe existir entre la actividad minera y la
conservación del medio ambiente es que debe existir una etapa preventiva y otra etapa
rehabilitativa. Dicho en otras palabras, no solo se trata de reparar los daños sino que deben
evitarse.
Para desarrollar la labor preventiva deben considerarse los siguientes aspectos [60,149]:
1. Relieve del terreno.
2. Red Hidrográfica de la zona.
3. Condiciones climáticas.
4. Caracterización geológica de la zona.
5. Identificación de los focos contaminantes y de destrucción actuales (frecuencia, magnitud,
reversibilidad, duración y características geométricas de la fuente).
6. Características ingenieros - geológicas actuales y futuras de la región.
7. Planes detallados de la actividad minera a desarrollar y la posibilidad de que al terminar un tipo
de minería se proceda a realizar otro tipo de minería.
8. Identificación de los probables focos contaminantes y de destrucción en el futuro (frecuencia,
magnitud, reversibilidad, duración y características geométricas de la fuente).
9. Estudio de la biodiversidad de la región y contabilización de las especies vegetales y animales
presentes.
Para desarrollar la labor rehabilitativa, además de los aspectos enumerados anteriormente, deben
considerarse las afectaciones reales producidas por la actividad minera y las diferentes variantes
de reconstrucción del entorno ambiental, de esta manera se definirá la nueva superficie topográfica
�del terreno, se escogerán las zonas que serán reforestadas, las que se destinarán a depósitos de
agua, a obras sociales, otra minería, etc y se estudiará la factibilidad de cada variante.
En el caso particular de los yacimientos lateríticos las actividades mineras principales que afectan
al medio ambiente son las siguientes [60,125,149]:
I. Construcción de trochas y caminos para los trabajos topográficos y de muestreo geoquímico.
II. Construcción de caminos mineros para las actividades de desbroce, destape y extracción.
III. Desbroce.
IV. Destape.
V. Extracción.
Las afectaciones más frecuentes producidas al medio ambiente por estas actividades son:
a. Cambios geomorfológicos.
b. Contaminación de las aguas.
c. Obstrucción y encenegamiento de los arroyos y ríos.
d. Erosión eólica, proceso de deflación y contaminación coniótica.
e. Erosión por las aguas.
f. Destrucción de la vegetación.
g. Afectación al paisaje.
h. Pérdida de la biodiversidad.
i. Emigración de la fauna.
j. Alteración de las rutinas migratorias.
k. Ocupación del terreno por escombreras.
l. Cambios en el régimen termodinámico de la zona.
m. Cambios en el régimen hidrogeológico de la zona.
n. Aceleración del proceso erosivo general.
o. Inestabilidad de los terrenos.
Las alternativas de solución de estas afectaciones se pueden dividir en dos grupos:
Medidas preventivas:
i. Construir las trochas y caminos para los trabajos topográficos y de muestreo geoquímico y los
caminos mineros de manera que:
♦ Tengan las dimensiones mínimas necesarias.
♦ Que sigan direcciones adecuadas que minimicen la acción erosiva de las aguas y del viento.
♦ Que tengan pendientes adecuadas, calculadas a partir de las funciones que tendrán y de la
minimización de las mismas.
♦ Construir, en los casos necesarios, cunetas con obras de ingeniería de regulación del
escurrimiento superficial.
♦ Construir trampas de sedimentos en los lugares necesarios.
ii. Elaborar un plan de minería que responda a los siguientes conceptos:
♦ Menor número posible de frentes simultáneos de minería.
♦ Desarrollar la minería, siempre que sea posible, en las direcciones que menos favorezcan la
erosión por el viento y por las aguas.
♦ Planificar zonas de depósito del suelo que se extrae en el desbroce de manera que se
propicie su conservación y su posterior reubicación.
�♦ Planear escombreras con dimensiones adecuadas y en sitios adecuados que minimicen las
acciones erosivas eólicas e hídricas.
iii. Desarrollar la actividad de desbroce teniendo en cuenta que la capa de terreno que se va a
mover es la que contiene las plantas y animales que caracterizan la biodiversidad de la zona
(que en este caso particular presenta características especiales), y por tanto tenemos la
obligación de proteger estas formas de vida garantizando su traslado en condiciones
adecuadas y su ubicación en sitios donde no perezca.
iv. Desarrollar los trabajos de destape o descombreo teniendo en cuenta que este material debe
ser depositado en los sitios seleccionados y que las escombreras deben tener las dimensiones
adecuadas; si se considera necesario pueden construirse empalizadas de sostenimiento o de
retención, también puede vertirse gravas y semillas sobre la superficie para disminuir el
escurrimiento superficial y aumentar la estética y armonía del paisaje. En ocasiones deberán
trazarse surcos siguiendo las curvas de nivel para evitar una larga exposición del área
denudada a los agentes atmosféricos.
v. Desarrollar los trabajos de extracción según los planes previstos de manera que se evite la
apertura de nuevos frentes no planificados. Deberán evitarse los movimientos de tierra que
obstruyan los ríos y arroyos; represar y canalizar las aguas que transportan detritus de manera
que los mismos sean sedimentados y no lleguen a los ríos y arroyos.
La transportación automotor deberá realizarse según los requerimientos técnicos exigidos y en la
época de seca deberán regarse con agua los caminos. En el caso de transportadores hidráulicos
se colocará antes de su instalación un recubrimiento con áridos en la traza y durante su
funcionamiento deberá protegerse el suelo con colchones de ramas.
Medidas rehabilitativas:
Terminada la explotación de una zona se procede a evaluar los daños causados al medio
ambiente y se definen los planes de rehabilitación de la zona. Para ello se analiza cual será la
nueva superficie topográfica; se definirán fundamentalmente los depósitos de agua y los terrenos a
reforestar siendo especialmente cuidadosos al definir las pendientes; luego se estudiarán cuales
son los recursos necesarios para el movimiento de tierra a realizar y a partir de todo lo anterior se
define la variante más adecuada.
Después de conformar la nueva superficie del terreno deberán trasladarse para ciertas zonas
seleccionadas, desde los depósitos creados durante las labores de desbroce, el material que
contiene la biodiversidad que originalmente presentaba la región. De esta manera se garantiza que
la vida vegetal y animal que tradicionalmente ha existido en la zona, se regenere y mantenga su
riqueza tradicional.
Finalmente se procede al completamiento de la vegetación de la zona mediante labores de
reforestación. En este aspecto debe señalarse que las especies vegetales que serán sembradas
deben ser las mismas que existían anteriormente o al menos ser compatibles con ellas y con las
especies animales que pretendemos mantener en la zona.
A manera de conclusión se puede afirmar que tanto las labores preventivas como las rehabilitativas
deben considerarse como una parte del trabajo minero.
�Anexo3 : Resumen del manual de explotación del software TIERRA. (Fuente: Manual de
explotación)
Nombre: Tierra (c)
Versión: 1.0, Diciembre de 1998.
Introducción
La correcta planificación de la minería a partir de una modelación adecuada del yacimiento y su
control durante y después de la extracción ejercen una influencia decisiva en el
comportamiento de los principales índices técnicos y económicos de la empresa minera en
general.
Los yacimientos lateríticos por sus características naturales exigen una minería particular para
su explotación, por ese motivo la utilización de los softwares más difundidos universalmente en
esta rama pueden no ofrecer los resultados óptimos esperados. En la actualidad no se han
comercializado a escala internacional softwares especializados para la explotación de este tipo
de yacimientos.
La industria cubana del níquel basada en la explotación de este tipo de mineral posee una
experiencia de más de 50 años, en cada una de las fábricas que hoy se explotan se han
seguido criterios análogos, observando las características propias de los yacimientos,
equipamiento minero y proceso metalúrgico.
El gran volumen de datos geológicos y su diversidad es un factor que ha dificultado desde el
principio el análisis de múltiples variantes de explotación en periodos de tiempo breves, por ese
motivo en ocasiones las decisiones adoptadas no han sido las más racionales.
El software TIERRA sintetiza y automatiza parte de una metodología para el pronóstico,
planificación y control de la minería en yacimientos lateríticos y se ha aplica prácticamente en
la Subdirección de minas de la empresa “Comandante Ernesto Guevara de la Serna”.
Para la realización de este software se ha recogido la experiencia práctica acumulada durante
años de explotación de yacimientos lateríticos en Cuba, se han analizado las ideas manejadas
en nuestro país y el extranjero con respecto a la explotación de las lateritas que han sido
publicadas y aún aquellas que han sido expuestas oralmente a los autores, se crearon nuevos
algoritmos y criterios donde fue necesario.
Generalidades
El desarrollo de un trabajo como este ha requerido:
1. Conocer el proceso de producción de la industria y con mayor profundidad la metodología
para realizar la extracción del mineral de forma que se satisfagan los requerimientos del
proceso metalúrgico.
2. Desarrollar el diseño de la estructura informativa de manera que se consideren las formas
que históricamente se han usado, se implementen instrumentos que la manejen con
eficiencia y permitan la visualización de los datos y de los resultados numéricos y gráficos
que se obtengan de la misma.
3. Diseñar el conjunto de algoritmos que permitan manejar los datos y realizar los cálculos,
modelaciones y gráficos.
4. Diseñar el software con las características más adecuadas para el usuario.
5. Programar.
6. Validar el software con datos reales.
Los requerimientos para el uso de este software son :
♦ Velocidad : No menos de 200 MHz. Recomendado 300 MHz.
♦ RAM : No menos de 32 Mb. Recomendado 64 Mb.
♦ Disco Duro : No menos de 300 Mb. Recomendado 1 Gb (depende de las bases de datos).
♦ Display : Al menos Super VGA con 256 colores. Recomendado 65536 colores.
♦ Plataforma Window 95, Window 98 y Window NT. Recomendado Window NT.
El sistema se presenta en 7 discos de instalación de 1.44 mb (no se incluyen bases de datos)
en los cuales se incluyen los fuentes de TIERRA y de la ayuda.
Menú Principal
Para el uso de las tareas se elaboró un menú principal que tiene las siguientes opciones.
Trabajo Con Datos
Se presentan ocho opciones para resolver las necesidades del tratamiento de datos que
permiten convertir las bases de datos DBF a los formatos TXT que utiliza TIERRA. También se
permiten accesos a toda la información y actualización de algunas de ellas; se automatizan los
procesos de compactación y descompactación de archivos; se pueden hacer tratamientos de
modelación matemática de algunos datos.
Menú de Geología
�El objetivo general de esta opción es modelar tridimensionalmente la geometría y el
comportamiento geoquímico (ni, fe, co) y las masas volumétricas para cada bloque y recalcular
recursos.
Menú del Plan de Minería
Para lograr planificar correctamente la minería es necesario contar con acceso a la información
necesaria y tener disponible herramientas que posibiliten desarrollar las diferentes etapas de
estos planes. En esta opción se presentan estas herramientas.
Menú del Control de Minería
El control de la actividad minera es esencial para que la misma se desarrolle armónica y
racionalmente. Consideramos los controles topográficos, geoquímicos y de reservas mediante
perfiles, planchetas y planilla para cada pozo y se diseñaron las herramientas necesarias para
los cálculos y actualizaciones.
Calculadora
Con esta opción se tiene acceso a una calculadora científica numérica y lógica. Ella puede ser
usada desde casi cualquier parte de TIERRA. Las instrucciones para su uso están explicadas
en la ventana de la calculadora.
Acerca
Se muestra la ventana de presentación de TIERRA.
Gracias A
En este trabajo se ha recibido la colaboración de numerosos científicos, técnicos, etc. En esta
opción se muestra el nombre de las personas que han contribuido de manera importante en
diferentes temas o aspectos.
Seguridad
En esta opción se da paso al sistema de seguridad de TIERRA. A cada usuario se le asigna
una clave o password y el derecho a trabajar con las opciones que se autorice.
Ayuda
Mediante esta opción se tiene acceso a todo el archivo TIERRA.HLP.
Terminar
Con esta opción se termina la ejecución de la aplicación.
Veamos a continuación la explicación de cada uno de los menúes:
Trabajo con Datos
Yacimiento y Mina
Se presenta el siguiente diálogo:
Figura A3.1:
�En el cuadro superior aparece la lista de los bloques que forman el yacimiento y las
coordenadas del extremo inferior derecho de cada bloque. Esto se almacena y edita en el
archivo *.BLQ.
En el cuadro inferior aparece la lista de "objetos" que pertenecen al yacimiento y a la mina los
cuales se definen por su nombre y por el archivo de sus coordenadas. Estos archivos tienen
tres columnas: las coordenadas OesteEste y SurNorte y la columna UnirCon la cual facilita el
dibujo. Estos archivos pueden editarse mediante el botón EDITAR el cual permite usar la
opción Tablas de Datos y Gráficos.
Cada vez que se agrega o elimina un "objeto" a la lista debe grabarse el cambio mediante el
botón GRABAR DATOS.
El botón RESUMEN muestra una breve caracterización del yacimiento.
El botón GRAFICAR nos muestra un gráfico del yacimiento. Al pasar el puntero del ratón sobre
un objeto del gráfico se visualiza el nombre del mismo. Si hacemos Click Derecho sobre uno de
los pozos criollos aparece una tabla con la información del pozo.
Debemos hacer notar que en la esquina superior derecha del gráfico aparece el nombre del
bloque sobre el que se desliza el puntero del ratón. Si hacemos Doble Click Izquierdo
aparecerá un submenú en la esquina superior izquierda que permite un acceso rápido a
cualquier información disponible sobre bloque.
Esta información es la siguiente :
1. Tabla resumen por tipo de mena.
2. Tabla de cálculos de recursos de la Empresa Geológica de Santiago de Cuba.
3. Tabla de cálculo según red de exploración.
4. Tabla de cálculo según red de explotación.
5. Tabla de porcentajes de escombros y contrastes.
6. Tabla de recálculo de recursos.
7. Gráfico de planta de la red de exploración.
8. Gráfico de planta de la red de explotación.
9. Gráfico de planta de la red de exploración estimada.
Compacta y Descompacta
Los archivos que almacenan los datos y los diferentes resultados que se van obteniendo
pueden almacenarse compactados y descompactarse en caso necesario. Para organizar esta
operación se presenta el correspondiente diálogo:
Debe señalarse que esta compactación/descompactación se realiza con el formato ARJ y se
utiliza un password especial y desconocido para los usuarios.
Generar Red de Exploración
Las bases de datos originales están dado por un archivo DBF para cada bloque, las cuales
fueron convertidas al formato texto en archivos *.TXO.
Esta opción se creó con el fin de convertir las bases de datos originales *.TXO que presentan
la estructura original de los archivos *.DBF a la estructura *.TXT que es la que se define en
TIERRA como estructura básica para estos archivos.
Esta opción debe realizarse una sola vez, al principio del montaje de cada yacimiento.
Generar Red de Explotación
La red de explotación se almacenó originalmente en un archivo DBF el cual se convirtió al
formato TXT. Se presentan dos opciones:
1. Generar la Primera vez : Separar este archivo TXT en varios archivos por bloques.
2. Actualizar : Puesto que esta red se sigue desarrollando en la actualidad es necesario poder
actualizar los archivos.
Filtraje de Datos de la red de Exploración
Dada la necesidad de verificar la confiabilidad de los datos de la red de exploración se decidió
filtrar los mismos a partir de los siguientes criterios:
1. Rangos del % de Ni : [0,4]
2. Rangos del % de Fe : [0,60]
3. Rangos del % de Co : [0,1]
4. Coordenadas OesteEste, SurNorte y Cotas vacías.
5. Rangos de coordenadas y Cotas.
6. Dos cotas consecutivas mayor que 2 m o menor que 0.25 m.
Hay que destacar que para cada bloque se hizo un informe donde se señalan las situaciones
donde se violan las restricciones anteriores con el fin de que se revisen la mismas (ya que
necesariamente estas no constituyen errores).
Control de Muestras
�El control de la muestras está dado por conocer con exactitud el lugar físico donde están las
mismas (Gavetero y Gaveta), los valores de % de Ni, Fe y Co de cada muestra, el lugar
geográfico a que pertenecen y la numeración de la muestra.
Para ello se elaboraron para cada bloque archivos de extensión *.100 y de extensión *.33 (para
cada tipo de muestra) y se crearon mecanismos de visualización de las mismas.
Estos archivos pueden escribirse desde Tablas de Datos y Gráficos.
X-MET
Un analizador instantáneo de muestras X-MET permite en poco tiempo realizar análisis que
determinan el % de los componentes seleccionados. Los resultados pueden ser transmitidos y
almacenados en una computadora.
Para el tratamiento estadístico de estos datos (este tratamiento permite evaluar la fiabilidad del
instrumento y elaborar informes periódicos) se creó el correspondiente diálogo.
Tablas de Datos y Gráficos
En esta opción se presenta un editor de datos numéricos el cual incluye las herramientas
necesarias para procesar estadísticamente y graficar los datos y obtener modelos de curvas,
superficies e hipersuperficies por diferentes métodos tales como ajuste mínimo cuadrado,
inverso de una potencia de la distancia, interpolación lineal, splines, kriging, etc.
Geología
Cortes Geológicos
Dados los datos primarios de la red de exploración que se almacenan en archivos *.TXT se
realizan los primeros análisis. Se obtienen los resultados siguientes:
1. Tabla Resumen por Tipo de Mena.
2. Gráfico de los pozos según perfiles.
3. Gráfico tridimensional de los pozos.
4. Histogramas
Cálculos Primarios
Se presenta un submenú con las siguientes opciones:
1. Tabla de Cálculos Primarios.
2. Tablas para yacimiento a partir de *.PR1.
3. Gráfico de comportamiento geoquímico por pozo.
4. Regularización de la Red de un Bloque :Puesto que las mediciones en el sentido vertical no
constituyen una red regular, mediante estimaciones se obtiene una red totalmente regular
para cada bloque la cual se usa con diferentes fines en otras opciones.
5. Horizontes: En este caso se presenta la posibilidad de obtener gráficos de isofranjas,
gráficos tridimensionales, perfiles, áreas y volúmenes en un área de un bloque con respecto
a los Techos Topográfico y del Mineral y los Pisos del Mineral y del Pozo.
6. Perfiles con Isofranjas de la Red de Exploración:
Se pueden obtener perfiles en diferentes direcciones y en los mismos se presentan isofranjas
de % de Ni, Fe y Co así como del Tipo de Mena.
Estimar Nueva Red
Esta opción tiene como fin, organizar de forma más eficiente los datos de la red de exploración
junto a los datos aportados por la red de explotación o cualquier otra medición.
1. El primer paso consiste en obtener para cada bloque una Red de Techos y Pisos cada 4.16
m en las direcciones OesteEste y NorteSur; la misma se desarrolla para el Techo
Topográfico, el Techo del Mineral y para el Piso del Mineral.
2. Aunque para obtener estas redes se utilizan, además de los datos del bloque en cuestión,
los datos de otros bloques cercanos, se hace necesario compatibilizar estas redes entre
bloques colindantes.
3. A continuación se presenta una opción para extender la Red Regular obtenida en Cálculos
Primarios hasta el borde del bloque. Esto se hace atendiendo también a los valores de los
bloques vecinos.
En TIERRA se presentan tres tipos de estimación de % de Ni, Fe y Co.
El primer tipo consiste en realizar una estimación por spline trilineal o tricúbico en cada punto y
para cada componente realizando previamente una nivelación de las cotas de los pozos. Esto
es un procedimiento sencillo y tiene en cuenta, principalmente, la estratificación de estos
yacimientos.
El segundo tipo de estimación consiste en analizar la variabilidad de los datos disponibles y
obtener variogramas que se ajustan posteriormente a ciertos modelos teóricos (Análisis
Variográfico) y mediante Kriging se realiza la estimación.
El tercer tipo de estimación se basa en buscar el drift o tendencia de cada componente a partir
de los datos regularizados y por diferencia con los datos originales obtener el archivos de
�residuos a los cuales se les hace el análisis variográfico y la estimación es la suma de las
estimación del drift más la estimación del residuo mediante kriging.
4. Las opciones que se presentan para preparar estos métodos de estimación son:
a. Archivos de Residuos (obtenerlos).
b. Variograma y Zona de Influencia de Residuos.
c. Variograma y Zona de Influencia de Datos Originales.
5. El próximo paso consiste en Estimar la Nueva Red.
Hay que señalar que para esta versión solo se obtienen redes cada 16.66 m y que los errores
topográficos y de laboratorio no se tienen en cuenta.
Si se usa Spline entonces se tienen los métodos de estimación primero y tercero dependiendo
esto de que seleccionemos o no la opción METODO POR CORRECCION POR KRIGING DE
RESIDUOS. Si no se usa spline entonces se trata del segundo método.
6. De manera análoga es conveniente lograr una compatibilización entre los valores obtenidos
entre bloques colindantes.
Tablas de medias y gráficos.
Se crea una tabla de diferentes parámetros para cada pozo de un bloque dado.
Patrones de Algunas Variables
En esta opción se pueden buscar para cada bloque patrones o redes densas de varios
parámetros
Masas Volumétricas
Las masas volumétricas de estos yacimientos se han asumido históricamente como promedios
de los valores de las mismas en ciertas zonas definidas de manera bastante arbitraria.
Para un reanálisis de las masas volumétricas se hizo un estudio cuyo resultado permite estimar
las mismas para cada pozo de las red de exploración y para cada tipo de mena tecnológica.
Se puede realizar un análisis estadístico sencillo y un gráfico de las relaciones entre los valores
de las componentes en el pozo criollo y en el pozo de exploración correspondiente.
Recálculo de Recursos
El recálculo de recursos se realiza para cada pozo de la red de exploración pero con los
resultados de la nueva red estimada.
Planificación de la Minería
Definición de Escombro y Mineral Recuperable (definición de reservas de mena)
Esta es una tarea fundamental para lograr desarrollar la planificación de la minería pues aquí
se define que parte de los recursos se convertirá realmente en escombro y cual en mineral.
Después de escribir el nombre del bloque, buscar las masas volumétricas y precisar los cutoff
pedidos debemos seleccionar que red vamos a utilizar para este trabajo. A continuación se
calculan, para los pozos seleccionados, 6 variantes de escombro/mineral y se permite definir
una séptima variante manualmente. Se debe escoger cual será la que define las reservas
recuperables.
Tablas de Reservas Reales y Actuales
Se obtienen y visualizan tablas sobre las reservas reales actuales de diferentes elementos.
Plan de Destape
Es una consecuencia directa de la Definición de escombro y Mineral Recuperable y se realiza
por bloque.
Plan para un Año
En el plan para este período se consideran los valores globales de cantidad y calidad
necesarios para responder a las necesidades presentadas por la industria.
Este plan es consecuencia del plan para 5 años y de la minería efectuada hasta el momento.
Puesto que los flujos de minería se definen con mayor precisión en los planes mensuales y los
planes para 5 días, deberá presentarse la oportunidad de que en los momentos de planificar el
mes y el miniflujo, se puedan hacer correcciones en el plan anual.
Por otra parte, el plan de explotación del yacimiento es definido para toda su vida útil y en este
caso se crea un archivo de extensión CyV que contempla los datos necesarios de estos
planes.
Plan para un Mes
En el plan para este período se consideran valores específicos de cantidad y calidad
necesarios para responder a las necesidades presentadas por la industria. Este plan es
consecuencia del plan para 1 año y de la minería efectuada hasta el momento.
Los flujos de minería se definirán con toda la precisión necesaria en los planes para 5 días y al
confeccionar la orden de extracción diaria, presentaremos la oportunidad de que en los
momentos de planificar el miniflujo y de desarrollar la orden diaria de extracción, se puedan
hacer correcciones en los planes mensuales y anuales.
Plan para pocos días (Miniflujo)
�Los miniflujos pueden ser de números variables de días (entre 4 y 10 días), pero que deben
pertenecer a un mismo mes y año.
Plan para 24 horas (Orden Diaria de Extracción)
El objetivo de esta opción es emitir, a partir de los planes confeccionados la orden diaria de
extracción de mineral.
Control de la Minería
Cálculos para una Extracción
La idea general es que a partir de un conjunto de mediciones topográficas (las cuales pueden
escribirse en diferentes sistemas de coordenadas y que pueden incluir o no la definición de la
frontera), se calculan los contenidos, masa y volumen del material extraído; estos resultados
pueden almacenarse convenientemente o imprimirse.
Se presenta una CALCULADORA TOPOGRÁFICA que permite realizar estos cálculos de una
manera rápida y 'transportar' los resultados mediante un clipboard especial.
El primer paso es OBTENER BLOQUES y es aquí donde se determinan que bloques contienen
las coordenadas de los datos dados. En esta versión sólo se admiten hasta 4 bloques y deben
estar todos colindantes.
El segundo paso es HALLAR COTAS POR BLOQUES. Después de realizar varios cálculos en
cada bloque, se determinan los pozos que se contemplaron en la extracción. Los resultados
obtenidos hasta aquí pueden grabarse en un archivo.
Al grabar los resultados se actualizan las planchetas de los bloques que intervienen.
Al hallar las cotas por bloque aparece para cada bloque una ventana que muestra el gráfico de
las mediciones en dicho bloque.
Al oprimir el botón CALCULO POR BLOQUES se pide la masa volumétrica en caso de que se
tenga seleccionado usar las viejas y para cada pozo se tiene un diálogo que permite realizar
los cálculos.
Se pueden usar los datos de la red de exploración o los de la red de explotación. Se permite
grabar en el sitio adecuado los resultados de la extracción para cada pozo. Esta opción es
imprescindible para lograr eficiencia en el control. Al final se informa sobre los resultados de la
extracción para cada bloque:
Cotas de Relleno para el Destape de un Pozo
Cuando se termina el destape de un pozo es conveniente realizar algunas mediciones
topográficas con tres objetivos principales:
1. Precisar la cantidad de material destapado y los % de Ni, Fe y Co.
2. Actualizar en los archivos *:REA (que contienen los valores reales del techo topográfico,
techo del mineral y fondo del mineral) los valores del techo del mineral para el pozo.
3. Crear y actualizar los archivos *.ARE que contienen para cada una de las 9 áreas de un
pozo los valores de comienzo y final real del mineral.
A partir de un conjunto de mediciones topográficas (las cuales pueden escribirse en diferentes
sistemas de coordenadas), son determinados los contenidos, masa y volumen del escombro
extraído, estos resultados pueden almacenarse convenientemente o imprimirse.
Después de hallar las cotas actuales se procede al cálculo.
Cotas de Relleno para el Agotamiento de un Pozo
Cuando se termina de extraer el mineral de un pozo es conveniente realizar algunas
mediciones topográficas con dos objetivos principales:
1. Actualizar en los archivos *:REA (que contienen los valores reales del techo topográfico,
techo del mineral y fondo del mineral) los valores del fondo del mineral para el pozo.
2. Crear y actualizar los archivos *.ARE que contienen para cada una de las 9 áreas de un
pozo los valores de comienzo y final real del mineral.
A partir de un conjunto de mediciones topográficas (las cuales pueden escribirse en diferentes
sistemas de coordenadas son determinadas las cotas buscadas. Los datos topográficos
pueden leerse o grabarse en archivos y se pueden graficar. Se presenta una CALCULADORA
TOPOGRÁFICA que permite realizar estos cálculos de una manera rápida y 'transportar' los
resultados mediante un clipboard especial.
Control de Pozos
El control de la minería en cada pozo es una tarea esencial. Se presenta un sistema de control
que asigna una 'página' a cada pozo y en ella se controla la información primaria, la
información obtenida a partir de modelos y la información del descombreo y de la minería
realizada.
Se pueden escribir los resultados desde Cálculo para una Extracción.
Los resultados se van acumulando al final y se actualiza al pasar de una celda a otra y cuando
decidimos que el pozo está agotado entonces aparece el cuadro CALCULAR y EDITAR que
permite determinar las características del material extraído del pozo.
�Se presentan opciones para obtener información de la minería realizada (tanto en el tiempo
como en el espacio y por equipamiento).
Perfiles Verticales
En este caso se presentan dos tipos de perfiles:
1. Con Isofranjas.
2. Numéricos.
En el primer caso se pueden obtener perfiles en diferentes direcciones y en los mismos se
presentan isofranjas de % de Ni, Fe y Co así como del Tipo de Mena.
Ver las Cotas (Planchetas)
Ver las cotas a través de una plancheta tiene gran importancia. TIERRA permite ver varios
sistemas de cotas INICIAL, ACTUAL, REAL y las historias. Se pueden observar los bloques o
alguno de sus pozos tanto, mediante números como mediante isofranjas.
Actualiza Archivo *.PLA
En ocasiones es necesario actualizar la plancheta sin necesidad de contabilizar el material
extraído. A partir de mediciones topográficas (que pueden escribirse en diferentes sistemas de
coordenadas) se determina la nueva topografía del terreno. Como elemento colateral se
determinan los volúmenes positivos y negativos de material extraído y depositado.
Actualizar Techo Topográfico, Techo Real del Mineral y Fondo Real de Mineral
Estas opciones son análogas a Actualizar Archivo *.PLA pero aquí se actualiza el archivo
*.REA en sus tres variables que reflejan cotas.
En el presente trabajo se han presentado las ideas generales del software TIERRA el cual recoge
los algoritmos que conforman una metodología para el pronóstico, planificación y control de la
minería en yacimientos lateríticos. Los diálogos se han basado en el diseño propio del
ambiente Windows, lo cual simplifica la necesaria complejidad del intercambio de información
entre el usuario y la computadora. La conexión con otros software de la familia de Microsoft y
con el SURFER está garantizada en los casos necesarios de edición e impresión de textos,
tablas y gráficos. Finalmente, se ha planteado la posibilidad de ampliarse la gama de opciones
de TIERRA a partir de la solicitud de los usuarios.
�Anexo4 : Yacimientos del Nordeste de Holguín (Fuente: Oficina Nacional de Recursos
Minerales. Las asignaciones en algunos casos están a nivel de propuestas).
Tabla A4.1
Orden
Nombre del Yacimiento
Asignado a la empresa:
1
Camarioca Norte
Pedro Soto Alba
2
Colas de Ernesto Che Guevara
Ernesto Che Guevara
3
Atlantic
Pedro Soto Alba
4
Colas de Pedro Soto Alba
Pedro Soto Alba
5
Moa Oriental
Pedro Soto Alba
6
Moa Zona A
Pedro Soto Alba
7
Piloto
Pedro Soto Alba
8
Zona B
Reserva estatal
9
Zona Sur
Pedro Soto Alba
10
Camarioca Este
Proyecto Cupey
11
Camarioca Sur - Norte
Proyecto Cupey
12
Cantarrana
Proyecto Cupey
13
La Delta
Proyecto Cupey
14
Yagrumaje Norte
Proyecto Cupey
15
Yagrumaje Oeste
Proyecto Cupey
16
Yagrumaje Sur
Proyecto Cupey
17
Pinares de Mayarí
Proyecto Pinares
18
Cupey
Reserva estatal
19
Camarioca Sur - Sur
Reserva estatal
20
Santa Teresita
Reserva estatal
21
Yamanigüey Cuerpo 1
Pedro Soto Alba
22
Yamanigüey Cuerpo 2
Pedro Soto Alba
23
Yamanigüey Cuerpo 3
Reserva estatal
24
Yamanigüey Cuerpo 4
Reserva estatal
25
Yamanigüey Ferroaleaciones
Reserva estatal
26
Zona Septentrional
Pedro Soto Alba
27
Zona Pronóstico
Pedro Soto Alba
28
Colas Planta Nicaro
René Ramos Latour
29
Levisa
René Ramos Latour
30
Luz Norte
René Ramos Latour
31
Luz Sur
René Ramos Latour
32
Canadá
Reserva estatal
33
Martí (campos 6,7,9)
René Ramos Latour
34
Playa La Vaca
Reserva estatal
35
Pinares de Mayarí Este
René Ramos Latour
36
Ocujal Ramona
Reserva estatal
37
Sol Líbano
Reserva estatal
38
Vega Grande
Reserva estatal
39
Punta Gorda
Ernesto Che Guevara
�Anexo 5: Clasificación de las menas tecnológicas de los yacimientos lateríticos en la
empresa Ernesto Che Guevara. (Fuente: Departamento Técnico, Subdirección de Minas,
Empresa Ernesto Che Guevara).
Tabla A5.1
% de Níquel
% de Hierro
Mena
Mínimo
Máximo
Mínimo
Máximo
FB
0
0.69999999999
30
100
FF
0
0.69999999999
20
29.9999999999
LF
0.7
8.99999999999
35
100
LB
0.9
100
35
100
SB
0.9
100
12
34.9999999999
SD
0.9
100
0
11.9999999999
SF
0.7
0.89999999999
12
34.9999999999
RE
0
0.69999999999
0
19.9999999999
Como puede observarse, en esta definición hay una zona con %Ni∈[0.7,0.9) y %Fe∈[0,12) que
no pertenece a ninguna clasificación. En este trabajo se propone que se tome la clasificación
Roca Estéril (RE) para estos intervalos.
�Anexo 6: Parámetros de Planes de Pérdida, Empobrecimiento y Dilución de las empresas
de la Unión del Níquel (Fuentes: Subdirecciones de Minas de las empresas Ernesto Che
Guevara, René Ramos Latour y Moanickel S.A. Pedro Soto Alba).
Tabla A6.1
Empresa
% de pérdidas % de empobrecimiento Dilución Dilución % Dilución
% de Ni
de Fe
% de Co
Ernesto Che
6
11
-0.12
-2
-0.01
Guevara
René Ramos
20 en Martí
16.5
-0.16
-2.8
-0.01
Latour
25.9 en Pinares
Pedro Soto Alba
6
8-10
-0.056
-1
0.006
�Anexo 7: Algunos formatos usados en los software de geología y minería (Fuente:
Tomado de [120,147]
Data Files (.DAT)
Data files used by VARIOWIN programs are ASCII files conforming to the Geo-EAS [ENGLUND
& SPARKS 1991 ]or the GSLIB [DEUTSCH & JOURNEL 1992] file format.
Line 1 holds the title of the file.
Line 2 holds the number of variables Nvar.
Line 3 to Line 3+Nvar hold the name of each variable which cannot exceed 10 characters.
All the following lines contains sample values with variables listed in the same order as the one
used for listing the variable names. Values can be separated by BLANKS or by TABS. A
sample name must be enclosed in ' and must be in the last position.
All values greater or equal to 1.0E+31 are considered as missing values.
Example:
Example.dat
5
X
Y
Arsenic
Cadmium
Lead
288.0 311.0 .850 11.5 18.25 'Sample 1'
285.6 288.0 .630 8.50 1.0e+32 'Sample 2'
273.6 269.0 1.02 7.00 20.00 'Sample 3'
...
465.6 216.0 .930 11.6 25.00 'Sample 58'
492.0 216.0 .750 6.90 33.00 'Sample 59'
345.6 216.0 1.45 9.90 40.75 'Sample 60'
The end of the data file is indicated by the End of File character (EOF) which should be on the
last sample line.
However, PREVAR2D will read data files having empty lines, i.e. lines not containing a digit, at
the end of the file.
PCF files
PREVAR2D produces PCF written in a binary format which contains the following information
written sequentially :
L (integer) length of the name of the data file name including a terminating NULL character
Name (L bytes) data file name (WITHOUT the directory path)
Xcol (integer) X column
Ycol (integer) Y column
F1 (integer)
a flag F1 (0 or 1) telling wether all variables are considered with their default
limits. If a subset has been constructed by changing the default minimum or maximum value for
one variable, this flag is set to 1.
If F1 was set to 1 :
Nvar (integer) number of variables in data file
For all variables (i = 1 to Nvar) :
F2 (integer)
a flag (0 or 1) telling wether
the variable examined is considered with its default limits. If a subset has been constructed by
changing the default minimum or maximum value for the variable, this flag is set to 1.
If F2 was set to 1 :
minVi (float)
minimum value for variable i
maxVi (float) maximum value for variable i
Npairs (long) number of pairs i PCF
For all Npairs which are ordered by increasing values of the magnitude of the separation
vector :
tailrec (integer) position in the data file of the tail record
headrec (integer) position in the data file of the head record
distance (float) magnitude of the separation vector
deltax (float)
delta X component of the separation vector
deltay (float)
delta Y component of the separation vector
Grid Files (.GRD)
�Grid files used for variogram surfaces and 2D models of spatial continuity are ASCII files
conforming to the SURFER.GRD file format [GOLDEN SOFTWARE, INC. 1994]. This type of
file is used to transfer a grid to a contouring package such as SURFER. A grid file contains the
following information written on different lines :
id
id (4 characters) DSAA = ASCII grid file
nx ny nx (integer) = number of grid lines along X
axis (columns)
ny(integer) = number of grid lines along Y
axis (rows)
xlo xhi xlo(double) = minimum X coordinate of grid
xhi(double) = maximum X coordinate of grid
ylo yhi ylo(double) = minimum Y coordinate of grid
yhi(double) = maximum Y coordinate of grid
zlo zhi zlo(double) = minimum Z coordinate of grid
zhi(double) = maximum Z coordinate of grid
grid row 1
...
grid row 3...
(float) Z values of the grid organized in row order. Each row has a constant Y
coordinate, with the first row equal to ylo, and the last row yhi. X coordinates within each row
range from xlo to xhi.
Example
DSAA
11 11
-50 50
-50 50
31547.173828 138493.890625
95838.027389 110068.196685 111765.255632
86905.37505 81668.940854 88832.468786 82741.043904
...
82741.043904 88832.468786 81668.940854 86905.37505
111765.255632 110068.196685 95838.027389
Surfer for Windows [.SRF] Files
Surfer [.SRF] files contain all the information necessary to reproduce a complete map in the Plot
window. It contains all the information in the Plot window at the time you saved the [.SRF] file.
Surfer [SRF] files contain a complete map, and can contain contour and surface maps, post
maps, base maps, text, and any associated objects that you have drawn on the map. When
you have completed a map, you can save it as a [.SRF] file. When you open this file at a later
date it is recalled in exactly the same way as you saved it.
When you create a contour map or surface plot, the grid [.GRD] file is only read the first time the
map or surface is created. If you save the map in a [.SRF] file and subsequently change the
grid file used to produce the map or surface, the changes are not reflected the next time you
open the [.SRF] file. You can even delete the grid file and the [.SRF] file can reproduce the
contour map or surface plot created from the deleted grid file.
SYLK [.SLK] Files
SYLK files are special ASCII files that contain worksheet formatting information along with the
data. When you import these files to the Surfer worksheet, the data is formatted in the columns
based on the information in the file. For example, if you are using fixed formatting with 4
decimal digits, the data is displayed in this manner when you load the [.SLK] file into the
worksheet. This formatting can be saved in the file and used in your next session of Surfer, or
can be used by applications that accept the [.SLK] file format (such as Excel).
If you create a SYLK file from another application and load the file into the Surfer worksheet,
there might be special formatting information in the file that Surfer cannot use. In these cases,
the data file is loaded without a problem, but if you save the file in a SYLK format from Surfer,
the special formatting information is lost. Either use another filename, or overwrite the existing
file if you don't care to save the special information.
�Anexo 8: Diferentes tipos de muestreos que se realizan durante la prospección
geológica de yacimientos lateríticos cubanos (Tomado de la Tabla 1.1 de [135], página 21).
Tabla A8.1
Tipo de muestra
Método de Muestreo
Preparación
Finalidad del Muestreo
Ordinario
Testigo de perforación. Secado, pulverización y Determinación
Surco en pozos de
cuarteo.
analíticas cuantitativas
mapeo.
del contenido del Ni, Fe
y Co.
Técnico
Fragmento testigo
Parafinado, secado y
Determinación de la
monolitos Shelby.
pesaje.
humedad, peso
volumétrico y las
propiedades físico mecánicas.
Compuesta
A partir de los
Mezcla y
Determinaciones
duplicados de las
homogeneización del
cuantitativas de 18
muestras ordinarias
mineral.
elementos y
semicuantitativas de 34
elementos.
Tecnológico
Muestra volumétrica del Homogeneización y
Estudio de las
mineral extraído de
separación por áreas,
propiedades
pozos criollos o a partir horizontes o cuerpos.
tecnológicas del
de mezclas de
mineral.
duplicados de otras
muestras.
Litogeoquímico
Jagua.
Separación en
Determinación de la
fracciones ligeras,
existencia de aureolas
pesadas, magnéticas y de dispersión de
diferentes clases
cuerpos minerales
granulométricas.
útiles que acompañen
la mineralización.
Mineralógico
Testigo de perforación y Separación en
Estudio de la
de fragmentos.
fracciones ligeras,
composición
pesadas, magnéticas,
mineralógica de las
electromagnéticas, y
menas.
diferentes clases
granulométricas.
�Anexo 9: Valores Mínimos, Máximos, Medias Aritméticas y Desviación estándar de los %
de NI, Fe y Co en 40 pozos criollos del yacimiento Punta Gorda
Tabla A9.1
Ni
Fe
Co
Pozo Min
Max Med Des
Min
Max Med Des
Min
Max Med Des
1
0.27 2.45 1.23 0.69 11.12 51.78 38.2 14.73 0.027 0.135 0.006 0.034
2 0.077 1.31 0.77 0.45 30.27 49.59 41.64 7.25 0.023 0.11 0.06 0.03
3
0.48
2.5 1.35 0.77 12.21 51.04 35.22 14.6 0.029 0.085 0.049 0.017
4
0.45 4.59 1.38 1.03 25.75 49.49 44.19 8.41 0.012
0.3 0.13 0.09
5
0.41 1.34 0.92 0.36 31.11 49.1 44.04 3.22 0.013 0.152 0.08 0.04
6
0.35 2.26 1.1 0.75 17.4 50.38 39.84 8.79 0.023 0.23 0.07 0.051
7
0.37 1.96 1.08 0.56 14.24 50.85
37 15.94 0.035 0.218 0.065 0.05
8
0.19 2.25 1.04 0.638 18.8 49.13 37.2 11.74 0.015 0.424 0.059 0.09
9
0.28 1.58 0.81 0.48 28.93 43.7 38.61 5.35 0.041 0.096 0.06 0.012
10
0.5 0.52 0.51 0.011 42.48 48.08 45.33
2.4 0.036 0.068 0.05 0.015
11
0.11 2.21 0.88
0.6 41.23 52.9 48.03 4.02 0.032 0.23 0.09 0.06
12
0.23 0.64 0.47 0.15 16.53
43 32.37 11.38 0.025 0.078 0.057 0.022
13
0.28 2.15 1.3 0.75 18.64 51.8 36.83 14.61 0.027 0.11 0.57 0.026
14
0.25 0.46 0.32 0.11 37.67 43.57 41.09 3.06 0.036 0.042 0.039 0.003
15
0.25 1.89 0.96 0.55 9.41 52.1 30.89 13.93 0.011 0.32 0.06 0.06
16
0.2 1.36 0.48 0.27 8.59
49 36.02 12.69 0.08 0.094 0.013 0.03
17
0.34 2.17 1.14 0.35 37.22 51.5 47.3 3.41 0.015 0.02 0.11 0.05
18
0.27 1.74 0.91 0.44 10.06 49.71 31.41 13.32 0.023 0.168 0.64 0.04
19
0.43 1.88 1.31 0.47 22.2 49.2 41.22 10.87 0.035 0.186 0.96 0.04
23
0.39 2.42 0.89 0.67 13.05 49.3 43.9 9.09 0.01 0.14 0.05 0.058
24
0.42 2.38 1.1 0.59 16.5
49 43.29 9.57 0.012
0.2
0.1 0.065
26
0.98 2.17 1.58 0.32 12.6 35.2 19.65 7.57 0.018 0.082 0.039 0.012
27
0.18 1.95 0.91 0.57 27.8 48.13 42.5 6.13 0.012 0.162 0.07 0.04
29
0.96 1.36 1.19 0.15 11.6 49.5 34.91 15.67 0.02 0.122 0.066 0.038
30
0.21 2.07 1.05 0.67 12.2 51.8 39.81 11.98 0.02 0.499
0.1 0.11
32
0.36 1.76 1.07 0.45 10.2 51.2 34.78 16.8 0.015 0.217 0.108 0.069
37
0.34 2.33 1.59 0.63 13.22 51.5 34.16 13.96 0.018 0.169 0.069 0.056
38
0.25 1.64 0.8 0.46 24.47 47.8 41.03 5.78 0.01 0.135 0.05 0.04
39
0.43 0.51 0.47 0.029 41.9 43.4 42.69 0.58 0.034 0.053 0.04 0.008
40
0.7 1.65 1.14 0.39 42.1 48.4 46.05 12.06 0.015 0.27 0.14 0.11
41
1.04 2.48 1.53 0.51 16.8 49.3 40.4 9.89 0.009 0.19 0.07 0.05
42
0.95 2.19 1.62 6.39
7.4 48.4 29.72 16.01 0.008 0.154 0.06 0.04
43
0.03 1.55 0.79 0.46
29 52.4 38.6 15.31 0.01 0.32 0.07 0.067
44
0.71 1.84 1.36 0.28 18.6 49.3 32.42 12.18 0.032 0.223 0.08 0.07
45
0.58 1.22 1.55 0.66 28.4 46.7 38.77 7.98 0.048 0.211 0.09 0.05
46
47
48
49
61
0.46
0.26
0.28
0.39
1.29
2.05
1.75
1.83
2.16
2.47
1.96
1.07
0.97
1.11
1.88
0.4
0.44
0.46
0.56
0.42
44 51.4 49.02 1.99
39
52 47.6 3.63
12.1 51.3 42.9 10.7
16.8 52.5 40.41 11.65
12.9 47.85 33.25 16.35
0.009
0.014
0.017
0.013
0.05
0.256
0.157
0.257
0.145
0.225
0.07
0.086
0.107
0.053
0.124
0.06
0.052
0.088
0.039
0.115
�Anexo 10: Valores Mínimos, Máximos, Medias Aritméticas y Desviación estándar de %
del NI, Fe y Co en 40 pozos de perforación coincidentes con los pozos criollos del Anexo
9 del yacimiento Punta Gorda
Tabla A10.1
Ni
Fe
Co
Pozo Min Max Med Des Min
Max
Med
Des Min
Max
Med Des
1 0.45 2.64 1.37 0.65 10.68
52.2 37.53 15.46
0.017 0.203 0.07 0.053
2
2 0.08 2.46 1.089 0.65
30.4
48.6 44.09 6.61
0.038 0.145 0.07 0.037
4
3 0.49 2.37 1.37 0.69 13.17 51.13 36.82
15
0.028 0.071 0.04 0.013
4 0.52 1.63 1.16 0.38 15.99 49.93 45.06
8.9
0.031 0.398 0.1
0.1
5 0.49 1.34 0.91 0.32 25.03 49.98 43.49 6.43
0.033 0.128 0.07 0.023
3
6 0.05 2.16 0.98 0.49
19.5 49.33
41 7.27
0.022 0.193 0.06 0.03
9
7 0.42 1.85 1.09 0.51 12.17 51.75 36.96 15.33
0.023 0.121 0.04 0.028
7
8 0.13 1.85 0.88 0.62
13.4
48.4 36.86 11.46
0.015
0.27 0.05 0.06
9 0.27
1.7 0.88 0.55
22.7 45.99 38.44 7.21
0.035 0.073 0.05 0.01
2
10 0.27 1.06 0.69 0.39 20.25 39.99
29.5 9.03
0.013 0.087 0.05 0.03
4
11 0.12 1.51 0.78 0.46 40.88 52.14 46.59 3.95
0.032 0.152 0.07 0.048
9
12 0.33 1.19 0.55 0.27 15.86 40.65 30.35 10.97
0.031 0.072 0.04 0.015
6
13 0.31 1.83 1.05 0.52
9.11 53.33 33.83 16.59
0.013
0.11 0.05 0.02
14 0.14 0.56 0.33 0.21 39.27
48.5 43.82 4.66
0.036 0.042 0.03 0.001
8
15 0.18 1.78 0.95 0.54
1.92
51.4 30.73 15.02
0.012
0.35 0.05 0.07
8
16 0.08 2.03 0.97 0.63 11.64 49.65 36.45 10.22
0.015
0.18 0.05 0.04
17 0.36 1.73 1.13 0.32 19.09 52.26 45.91 6.58
0.031
0.25 0.09 0.05
18 0.18
1.8 1.01 0.45 11.28 48.11 32.11 12.42
0.021 0.135 0.06 0.02
1
19 0.42 1.76 1.21 0.05
30
47.5
42.5 7.58
0.046
0.32 0.11 0.08
23
0.4 2.06 0.78 0.5
14.7
60.2 46.11 9.32
0
0.91 0.04 0.03
4
24 0.076 2.54 0.9 0.62
21.8
49.9 43.71 8.64
0.017 0.016 0.08 0.04
4
26 1.59 2.38 1.95 0.2
10.6
42 23.55 11.29
0.016 0.075 0.04 0.012
27 0.12 1.85 0.89 0.51
19.8
47.8
42.7 7.53
0.012
0.2 0.06 0.05
8
29 1.14 1.39 1.24 0.11
21.3
50.6
30.5 13.31
0.036 0.138 0.07 0.04
7
30 0.19
1.9 0.82 0.57
8.8
50.3 38.63 12.22
0.015 0.515 0.1 0.115
32 0.37 1.46 1.97 3.52
11
53.5 39.16 17.13
0.022 0.211 0.89 0.57
37 0.36 2.86 1.775 0.74
16.6
14.1 28.98 12.07
0.02
0.99 0.10 0.25
3
38 0.26 1.41 0.79 0.43
19.7
47.1 41.04 7.46
0.01
0.16 0.05 0.04
2
39 0.47 0.51 0.48 0.02 40.02
42.2 41.62 0.91
0.041 0.057 0.04 0.08
8
40 0.88 1.67 1.22 0.29 43.34
47.5 45.96 1.68
0.031
0.31 0.15
0.1
41 0.91 2.86 1.53 0.68 21.72 51.61 42.96 8.36
0.016 0.138 0.07 0.04
�42
43
44
45
0.89
0.08
0.68
0.58
2.32 1.72 0.44
1.48 0.82 0.44
1.93 1.42 0.32
2.38 1.6 60.63
1.36
3
21
26.92
48.57
50
50.7
46.92
30.33 14.53
38.23 14.1
33.95 12.03
37.81 8.85
0.02
0.01
0.027
0.048
0.148
0.139
0.193
0.141
46 0.081
47 0.32
2.48 1.25 0.48
2.11 1.15 0.54
14.13
21.74
49.89
49.47
43.82 10.06
44.02 8.92
0.011
0.017
0.246
0.168
48
49
0.39
0.37
1.54 0.95 0.33
2.38 1.13 0.58
12.9
14.6
49.9
54.1
41.5 11.06
38.26 14.45
0.014
0.012
0.45
0.35
61
1.21
11.6
52.5
35.5 16.48
0.022
0.21
2.7
1.9 0.97
0.05
0.06
0.07
0.06
8
0.09
0.07
6
0.11
0.07
2
0.11
5
0.36
0.037
0.05
0.013
0.079
0.046
0.12
0.09
0.062
�Anexo 11: Coeficientes de correlación lineal y covarianza entre los valores de los pozos
criollos y sus correspondientes pozos de exploración para él Ni, Fe y Co.
Tabla A11.1
Ni
Fe
Co
Pozo Coeficientes Covarianza Coeficientes Covarianza Coeficientes Covarianza
de Correlación
de Correlación
de Correlación
1
0.98
0.41
0.99
288.79
0.67
0.0012
2
0.31
0.08
0.25
10.62
0.65
0.0006
3
0.99
0.47
0.98
191.06
0.98
0.0002
4
0.59
0.22
0.76
72.42
0.71
0.006
5
0.94
0.09
0.92
28.51
0.52
0.0004
6
0.72
0.19
0.72
44.32
0.88
0.0017
7
0.97
0.26
0.97
217.04
0.95
0.01
8
0.93
0.35
0.74
94.13
0.86
0.004
9
0.89
0.2
0.11
3.85
0.86
0.0002
10
-0.2
-0.0007
-0.79
-12.98
0.83
0.0003
11
0.96
0.25
0.95
13.92
0.91
0.013
12
0.49
0.017
0.97
106.41
0.55
0.00016
13
0.63
0.22
0.917
217.72
0.8
0.0005
14
0.95
0.015
-0.2
-1.98
0.98
0.000006
15
0.94
0.27
0.9
1.8288
0.97
0.04
16
-0.13
-0.02
-0.11
-14.5
-0.42
-0.005
17
0.59
0.06
0.84
18.31
0.61
0.02
18
0.59
0.11
0.67
107.99
0.67
0.0008
19
0.95
0.2
0.94
69.86
-0.08
-0.0003
23
0.92
0.29
0.9
73.9
0.87
0.01
24
0.89
0.31
0.92
72.27
0.8
0.002
26
0.4
0.02
0.54
41.85
0.39
0.0001
27
0.97
0.27
0.89
39.8
0.92
0.002
29
0.79
0.012
0.76
132.71
0.92
0.001
30
0.89
0.33
0.86
121.25
0.97
0.01
32
0.51
0.73
0.84
228.18
0.78
0.03
37
0.42
1.55
0.87
37.76
0.57
0.007
38
0.94
0.18
0.95
38.93
0.93
0.001
39
0.016
7.99
0.16
0.07
0.41
0.00002
40
0.86
0.086
0.66
1.99
0.91
0.009
41
0.71
0.23
0.34
26.17
0.62
0.001
42
0.8
0.13
0.96
210.85
0.86
0.001
43
0.89
0.17
0.96
195.68
0.37
0.0008
44
0.78
0.065
0.86
15.44
0.85
0.03
45
0.97
0.41
0.98
60.91
0.9
0.001
46
0.75
0.14
0.31
5.99
0.65
0.03
47
0.94
0.24
0.03
1.025
0.51
0.001
48
0.71
0.1
0.73
80.18
0.42
0.004
49
0.96
0.3
0.8
126.78
0.34
0.0011
61
0.97
0.18
0.96
226.75
0.87
0.0034
Medias
0.7294 0.4281075
0.670175 79.895095
0.694 0.00597965
�Anexo 12: Rangos de errores permisibles de los análisis químicos realizados (Fuente :
Encuestas en Subdirecciones de Minas de las empresas ECG, PSA y RRL).
Red de Exploración (Realizados por empresas norteamericanas y por la Empresa de Geología
Santiago)
Tabla A12.1
Empresa
% Ni
% Fe
% Co
ECG
3%
5% para valor <30% 10% al 20 % relativos
0.7 a 0.8 para otros
valores
RRL
No tenemos datos
No tenemos datos
No tenemos datos
PSA
0.04
0.5
0.005
Red de Explotación (Realizados por los laboratorios centrales de cada empresa)
Empresa
% Ni
% Fe
% Co
ECG
0,03
0.08
0.01
RRL
6% para valor< 1%
6% para valor <12%
8% para valor < 0.1%
4% para valor 1% a 1.4%
4 para valor 12% - 35%
6% para valor ≥ 0.1%
3% para valor ≥ 1.4%
PSA
0.02
0.5
0.03
Nota : Las masas volumétricas se determinan a partir del material extraído de los pozos criollos
mediante dos métodos diferentes. En el primer caso se realiza atendiendo a los horizontes
tecnológicos promediándose la masa volumétrica para cada tipo y en el segundo caso se
determinan las masas volumétricas atendiendo a las características físicas tales como tipos de
rocas, granulometría, diferencias de color, compactación, textura, etc. que definen los
horizontes litológicos. El segundo método, que conlleva un gran volumen de trabajo, no
proporcionó diferencias significativas en el cálculo de reservas al compararla con los
resultados obtenidos por el primer método durante pruebas realizadas en Nicaro [153], por lo
que ha sido el primer método el mas usado. Un caso análogo se ha producido en la mina Moa.
En la literatura revisada no ha sido posible encontrar los errores permisibles o presuntamente
cometidos en el cálculo de las masas volumétricas.
�Anexo 13: Demostración de un teorema sobre Splines Bicúbicos (las referencias a
fórmulas son las vistas en el epígrafe 3.3)
Teorema: La función z=H(x,y) es interpoladora exacta, continua y con primeras y segundas
derivadas continuas.
Demostración.
La propiedad de que es interpoladora exacta es evidente teniendo en cuenta la expresión 1 del
anexo 35 y el resultado de sustituir en 5 un punto (xi,yj) de los datos.
La propiedad de la continuidad de H y sus primeras y segundas derivadas solo es necesario
probarlas en las uniones de dos parches. Se tienen dos casos; sin perder generalidad, cuando
n1=n2=3, donde tendremos 4 “parches”, a saber: P11, P12, P21 y P22. En este caso se obtienen
los splines verticales:
z=aij+bij(y-yj)+cij(y-yj)2+dij(y-yj)3 para j=1,2; i=1,2,3; y∈[yj,yjj+1]
A partir de las tablas (xi,ai1), (xi,bi1), (xi,ci1), (xi,di1), (xi,ai2), (xi,bi2), (xi,ci2) y (xi,di2) se obtienen splines
a1(x), b1(x), c1(x), d1(x), a2(x), b2(x), c2(x) y d2(x) respectivamente.
El primer caso es la unión de dos “parches” de una misma franja, por ejemplo de P21 y P22. Si
analizamos la continuidad de H(x,y) en esta unión veremos que, para y arbitrario, en el intervalo
correspondiente se cumple que:
lim
x → x−
2
H ( x, y)
H ( x, y)
lim
=
x → x+
2
ya que a1(x), b1(x), c1(x) y d1(x) son splines y por tanto son continuos para todo x.
El segundo caso es la unión de dos “parches” de una misma columna, por ejemplo P11 y P21.
lim
Calculando
y → y+
2
H ( x, y)
= a2(x)
que es un spline y pasa por los puntos (x1,a12), (x2,a22) y (x3,a32), pero ai2=z12, a22=z22 y a32=z32
por lo que a2(x) es el único (teorema de Carl De Boor [30]) spline que pasa por los puntos
(x1,z12), (x2,z22) y (x3,z32).
lim
Calculemos
y → y−
2
H ( x, y)
=a1(x)+b1(x)(y2-y1)+ c1(x)(y2-y1)2+ d1(x)(y2-y1)3.
Si evaluamos la expresión anterior para x=x1, x=x2 y x=x3 se obtienen, respectivamente, los
valores z12, z22 y z23, por tanto a1(x)+b1(x)(y2-y1)+ c1(x)(y2-y1)2+ d1(x)(y2-y1)3 pasa por los
puntos (x1,z12), (x2,z22) y (x3,z32) y al ser una combinación lineal de splines es interpolante,
continuo y con primera y segunda derivadas continuas, luego es un spline y al ser único,
coincide con a2(x). De modo que al ser iguales los valores de ambos límites se demuestra la
continuidad en la unión entre las dos franjas.
De manera análoga se puede demostrar la continuidad de las primeras y segundas derivadas.
LQQD.
�Anexo 14: Distribución porcentual de las muestras tomadas en un bloque a partir de las
capas tecnológicas.
Tabla A14.1
Bloque ???
Tipo
% de
Media Ni
Desv.
Media Fe Desv.
Media Co Desv.
muestras
Estand Ni
Estand Fe
Estand Co
FB
8.490000 0.457000 0.162000 41.900000 3.951000 0.036000 0.031000
FF
0.220000 0.540000 0.142000 26.740000 3.354000 0.065000 0.029000
LF
10.520000 0.809000 0.056000 47.297000 2.615000 0.066000 0.066000
LB
70.200000 1.333000 0.281000 48.342000 2.834000 0.122000 0.097000
SB
9.050000 1.850000 0.391000 21.450000 6.197000 0.054000 0.052000
LB+SB
79.260000 1.392000 0.339000 45.271000 9.202000 0.115000 0.095000
SD
0.520000 1.513000 0.420000 9.808000 1.379000 0.031000 0.021000
SF
0.350000 0.784000 0.072000 26.075000 7.861000 0.090000 0.052000
RE
0.560000 0.498000 0.186000 10.846000 5.176000 0.030000 0.019000
Otras
0.090000 0.770000 0.071000 9.950000 2.192000 0.019000 0.008000
General
2309.0000 1.242000 0.436000 44.682000 9.320000 0.102000 0.092000
0
�Anexo 15: Histograma del Ni según las muestras tomadas en un bloque.
Figura A15.1
�Anexo 16: Gráfico de perfiles tecnológicos de un bloque
Figura A16.1
�Anexo 17: Gráfico tridimensional del comportamiento tecnológico de un bloque.
Figura A17.1
�Anexo 18: Sección de una
tecnológico).
Tabla A18.1
Ord Poz Tipo Desd Hast
en o
de
e
a
Men
a
1
1
FB
0
1
tabla de cálculo de recursos de un bloque (por tipo
2
LF
1
2
1
3
LB
2
19
17
4
SB
19
21.8
2.8
FB
0
2
2
6
LF
2
5
3
7
LB
5
23
18
8
SB
23
25
2
LB
0
22
22
SB
22
22.5
0.5
LB
0
15
15
SB
15
17.3
2.3
FB
0
2
2
14
LF
2
3
1
15
LB
3
22
19
16
SB
22
27
5
5
9
2
3
10
11
4
12
13
5
Lon Volum Reser %Ni
g
.
va
1
17
6
LB
0
25
25
18
7
LF
0
3
3
19
LB
3
19
16
20
SB
19
22.9
3.9
FB
0
9
9
22
LF
9
10
1
23
LB
10
27
17
24
SB
27
28.3
1.3
FB
0
8
8
26
LF
8
11
3
27
LB
11
33
22
21
25
8
9
1111.
11
1111.
11
18888
.8
3111.
11
2222.
22
3333.
33
20000
1889
1489
21531
3297
3777
4466
22798
2222.
22
24444
.4
555.5
55
16666
.6
2555.
55
2222.
22
1111.
11
21111
.1
5555.
55
27777
.7
3333.
33
17777
.7
4333.
33
10000
2355
1111.
11
18888
.8
1444.
44
8888.
88
3333.
33
24444
1489
27864
589
18998
2709
3777
1489
24064
5888
31663
4466
20265
4593
16998
21531
1531
15110
4466
27864
%F
e
%C
o
Ton
Ni
Ton
Fe
Ton
Co
0.48 39.
25
0.83 49.
37
1.33 47.
91
2.22 24.
66
0.45 42.
84
0.78 47.
48
1.53 49.
21
2.23 19.
2
1.37 48.
84
2.23 24.
12
1.56 48.
25
1.89 24.
93
0.52 41.
74
0.82 46.
47
1.3
49
0.0
22
0.0
25
0.0
82
0.0
45
0.0
2
0.0
67
0.0
94
0.0
42
0.0
76
0.0
59
0.1
11
0.0
62
0.0
26
0.0
32
0.0
84
0.0
54
0.0
98
0.0
3
0.1
29
0.0
64
0.0
41
0.0
24
0.0
85
0.0
31
0.0
32
0.0
38
0.1
9.067
2
12.35
8
286.3
6
73.19
34
16.99
65
34.83
48
348.8
09
52.51
65
381.7
36
13.13
47
296.3
68
51.20
01
19.64
04
12.20
98
312.8
32
115.4
04
449.6
14
36.62
12
257.3
65
89.10
42
83.29
02
12.65
65
299.2
80
33.06
96
66.48
4
34.38
82
417.9
741.4
3
735.1
1
1031
5.5
813.0
40
1618.
06
2120.
45
1121
8.8
452.1
6
1360
8.7
142.0
66
9166.
53
675.3
53
1576.
51
691.9
38
1179
1.3
1449.
62
1411
2.1
2050.
34
1010
0.0
1117.
93
7499.
51
725.5
89
1059
5.4
236.2
33
6083.
28
2067.
31
1282
0.4155
8
0.3722
5
17.655
4
1.4836
5
0.7554
1.96 24.
62
1.42 44.
57
0.82 45.
91
1.27 49.
84
1.94 24.
34
0.49 44.
12
0.85 48.
73
1.39 49.
21
2.16 15.
43
0.44 40.
26
0.77 46.
29
1.5
46.
2.9922
2
21.430
12
0.9891
21.176
64
0.3475
1
21.087
78
1.6795
8
0.9820
2
0.4764
8
20.213
76
3.1795
2
31.029
74
1.3398
26.141
85
2.9395
2
6.9691
8
0.3573
6
18.301
35
0.4746
1
4.8352
1.6970
8
28.142
�28
SB
33
37
4
LF
0
1
1
30
LB
1
19
18
31
RE
19
20
1
LF
0
2
2
33
LB
2
24
22
34
SB
24
24.7
0.7
35
RE
24.7
25.7
1
LB
0
19
19
SB
19
21
2
FB
0
1
1
39
LB
1
25
24
40
SB
25
28
3
FB
0
1
1
42
LF
1
5
4
43
LB
5
23.8
44
SB
32.8
33.5
27.
8
0.7
29
32
36
11
12
13
37
38
41
14
15
.4
02
4444. 4711 1.44 25.
44
23
1111. 1489 0.72 45.
11
94
20000 22798 1.32 48.
34
1111. 1589 0.63 15.
11
35
2222. 2977 0.8
48.
22
48
24444 27864 1.27 49.
.4
4
777.7 824
2.17 25.
77
32
1111. 1589 0.22 5.9
11
3
21111 24064 1.44 48.
.1
82
2222. 2355 2.06 16.
22
83
1111. 1889 0.58 43.
11
76
26666 30397 1.49 48.
.6
45
3333. 3533 2.17 28.
33
3
1111. 1889 0.51 42.
11
16
4444. 5955 0.72 48.
44
31
30888 35218 1.34 47.
.8
34
777.7 824
2.2
19.
77
28
01
0.0
56
0.0
24
0.0
84
0.0
41
0.0
33
0.1
0.0
59
0.0
12
0.1
69
0.0
44
0.0
22
0.1
1
0.0
65
0.0
37
0.0
37
0.1
03
0.0
49
6
67.83
84
10.72
08
300.9
33
10.01
07
23.81
6
353.8
72
17.88
08
3.495
8
346.5
21
48.51
3
10.95
62
452.9
15
76.66
61
9.633
9
42.87
6
471.9
21
18.12
8
3.0
1188.
58
684.0
46
1102
0.5
243.9
11
1443.
24
1376
4.8
208.6
36
94.22
77
1174
8.0
396.3
46
826.6
26
1472
7.3
999.8
39
796.4
02
2876.
86
1667
2.2
158.8
67
64
2.6381
6
0.3573
6
19.150
32
0.6514
9
0.9824
1
27.864
0.4861
6
0.1906
8
40.668
16
1.0362
0.4155
8
33.436
7
2.2964
5
0.6989
3
2.2033
5
36.274
54
0.4037
6
�Anexo 19: Sección de una tabla de relación de las potencias de los escombros con las
del mineral y los contrastes en las zonas de contacto del escombro superior y el mineral.
Tabla A19.1
Pozo %ES /
%ES/(Min+ %EI /
%ES / EI Dif. Ni
Dif. Fe
Dif. Co
Min
EI)
Min
(ZCS)
(ZCS)
(ZCS)
1
10.101010 5.31914 200.0000
0.210000
0.000000
0.002000
10.63829
9
2
25.00000 25.000000 0.00000
0.510000
3.400000
-0.028000
0
3
0.000000 4.65116
0.000000
0.000000
0.000000
0.000000
3
0.000000
4
0.000000 0.00000
0.000000
0.000000
0.000000
0.000000
0
5
13.04347 12.500000 4.34782 300.0000
0.160000
1.900000
0.007000
6
6
0.000000 0.00000
0.000000
0.000000
0.000000
0.000000
0
7
15.87301 15.075377 5.29100 300.0000
0.150000
2.100000
0.008000
5
8
54.64480 54.644809 0.00000
0.060000
1.000000
-0.005000
0
9
44.00000 42.307692 4.00000 1100.000
0.200000
2.200000
0.015000
0
10
5.555556 0.00000
0.340000
4.700000
0.007000
5.555556
0
11
8.810573 0.00000
0.120000
0.500000
-0.005000
8.810573
0
12
0.000000 0.00000
0.000000
0.000000
0.000000
0.000000
0
13
3.703704 8.00000
50.0000
0.350000
4.900000
0.003000
4.000000
0
14
17.54386 17.543860 0.00000
0.230000
0.700000
-0.002000
0
15
5.555556 12.5000
0.400000
3.600000
-0.010000
6.250000
0
50.00000
16
10.34482
9.677419 6.89655 150.0000
0.180000
1.800000
-0.008000
2
17
21.81818 21.052632 3.63636 600.0000
0.160000
2.000000
-0.004000
4
18
45.00000 45.000000 0.00000
0.280000
2.800000
0.006000
0
19
43.75000 43.750000 0.00000
0.190000
2.600000
-0.024000
0
20
3.367003 0.00000
0.260000
4.100000
0.001000
3.367003
0
21
3.773585 23.2558 20.00000
0.730000
5.900000
-0.021000
4.651163
1
22
17.77777 16.326531 8.88888 200.0000
0.190000
-0.100000
0.000000
9
23
8.032129 0.00000
0.210000
4.100000
0.002000
8.032129
0
24
10.41666 10.416667 0.00000
0.350000
1.200000
-0.007000
0
25
3.300330 0.00000
0.340000
5.300000
-0.014000
3.300330
0
26
3.448276 11.5384 33.3333
0.390000
2.900000
0.070000
3.846154
6
27
16.94915 16.949153 0.00000
0.060000
4.100000
0.003000
0
�28
26.31578
29
30
25.000000
8.510638
8.510638
15.30612
31
14.563107
4.000000
32
4.000000
28.57142
25.000000
33
20.00000
19.047619
34
25.45454
25.454545
35
15.38461
15.384615
36
24.48979
23.529412
37
30.30303
28.571429
38
16.32653
15.686275
39
5.000000
5.263158
40
6.250000
41
6.250000
25.00000
23.809524
42
18.51851
17.241379
43
44
8.955224
9.230769
28.73563
45
25.773196
8.450704
8.450704
46
3.921569
3.921569
47
48
3.257329
3.367003
19.68503
49
19.685039
0.000000
0.000000
50
51
52
3.846154
3.846154
18.01801
15.62500
16.528926
15.151515
5.26315
8
0.00000
0
5.10204
1
0.00000
0
14.2857
1
5.00000
0
0.00000
0
0.00000
0
4.08163
3
6.06060
6
4.08163
3
5.26315
8
0.00000
0
5.00000
0
7.40740
7
3.07692
3
11.4942
5
0.00000
0
0.00000
0
3.36700
3
0.00000
0
0.00000
0
0.00000
0
9.00900
9
3.12500
0
500.000
0.730000
9.000000
-0.005000
0.120000
0.700000
-0.001000
0.230000
4.800000
0.031000
0.430000
7.000000
-0.009000
200.0000
0.500000
3.300000
-0.001000
400.0000
0.090000
3.300000
-0.006000
0.040000
0.000000
0.004000
0.140000
1.300000
0.006000
600.0000
0.100000
-0.500000
-0.020000
500.0000
0.250000
3.200000
-0.004000
400.0000
0.130000
0.400000
-0.003000
100.0000
0.680000
1.900000
-0.008000
0.450000
2.900000
0.184000
500.0000
0.210000
-1.500000
0.007000
250.0000
0.140000
6.600000
0.026000
300.0000
0.230000
2.300000
0.067000
250.0000
0.120000
2.200000
-0.001000
0.130000
2.500000
0.007000
0.390000
1.900000
-0.010000
0.390000
4.300000
0.062000
0.450000
2.100000
0.141000
0.000000
0.000000
0.000000
0.210000
2.000000
0.025000
0.110000
0.300000
-0.001000
0.370000
0.300000
-0.006000
300.0000
100.0000
200.0000
500.0000
�Anexo 20: Perfil de isofranjas del comportamiento tecnológico en una línea de pozos de
la red de exploración en un bloque (desarrollado mediante interpolación lineal).
Figura A20.1
�Anexo 21: Perfil de los datos de un pozo de la red de exploración (como puede
observarse falta en cada intervalo la clasificación litológica).
Figura A21.1
�Anexo 22: Perfiles de los comportamientos de Ni, Fe y Co en la columna de un pozo.
Figura A22.1
�Anexo 23: Gráficos tridimensionales y de isofranjas de los datos topográficos primarios.
Figura A23.1
Figura A23.2
�Anexo 24: Diálogo para el trabajo con los horizontes topográficos de los datos
primarios.
Figura A24.1
�Anexo 25: Ejemplo sobre la representatividad de muestras.
“En una muestra realizada por especialistas de la mina de Nicaro, en la serpentina
descompuesta, se midió y marcó sobre la pared vertical del corte un cuadrado de 0,50 x 0,50m.
Este cuadrado fue dividido posteriormente en decímetros cuadrados: El mineral
correspondiente a cada decímetro cuadrado fue considerado como una muestra y extraído
cuidadosamente en una profundidad de un decímetro, por lo que cada muestra consistía de un
decímetro cúbico.”
”El análisis químico de las distintas muestras, presentó una distribución irregular de los valores
del níquel. Aunque la prueba se realizó en mineral serpentinítico, pueden esperarse resultados
similares si se realiza en mineral laterítico, aunque, probablemente, las variaciones del
contenido entre las muestras, sean menos pronunciadas.”
Figura A25.1:Valores del Ni según los resultados del ejemplo de 2.3 inciso a. (Tomado de la
Figura 18, página 102 de [153]).
La media aritmética del % de Ni en el cuadrado es 1.68 y la desviación estándar es 0.24. Si la
muestra se toma en la cuadrícula 1a se tendría un error con respecto a la media mencionada
es de 0.53 y si se toma en la cuadrícula d4 se tendría -0.35 de diferencia. Además, si se
hubiese tomado el pozo de exploración según la columna a, se tendría una diferencia de 0.29
en el promedio de las columnas lo cual es también significativo. Puede destacarse que el 16%
de las mediciones tienen errores con valor absoluto mayores que 0.3, el 52% los tiene mayor
que 0.2 y el 84% mayor que 0.1 (compárese con los valores de la dilución del % de Ni en el
anexo 6). Este caso muestra claramente los peligros de no considerar la variabilidad del
fenómeno y la necesidad de corregir frecuentemente la posición y la técnica del muestreo en
función de los resultados que se van obteniendo.
�Anexo 26: Otras vías de analizar el problema de la modelación y posible estimación de
las masas volumétricas.
Para ilustrar la exposición que sigue veamos gráficamente la posición de los pozos criollos con
respecto al yacimiento Punta Gorda en el municipio Moa:
Figura A26.1
En primer lugar se probó el Método de los Mínimos Cuadrados para los datos de 45 pozos
criollos del yacimiento Punta Gorda y se obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla A26.1 : Medidas Estadísticas en los pozos criollos.
Medidas
% de Ni
% de Fe
% de Co
Masa Volumétrica
Valor Mínimo
0.03
2.9
0.008
0.56
Valor Máximo
4.59
52.9
0.499
2.96
Media Aritmética
1.079
39.16
0.0758
1.243
Error Típico de la Media
0.0244
0.508
0.00258
0.0155
Desviación Estándar
0.586
12.192
0.0619
0.3719
Error Típico de la Desviación 0.01728
0.3595
0.00183
0.011
Desviación Media
0.478073 9.943
0.0458
0.3122
Coeficiente de Variación
0.543052 0.3113
0.817
0.2992
Para estos resultados queremos hacer la observación de que el coeficiente de variación de la
masa volumétrica es el menor de todos lo que indica que es el parámetro más estable, siendo
el Co el menos estable.
Tabla A26.2 : Coeficientes de Correlación Lineal
Parámetro % Ni
% Fe
% Co
Masa
% Ni
1
-0.3035 0.3024
-0.5526
% Fe
1
0.2824
0.2163
% Co
1
-0.3008
Masa
1
En esta tabla se observa que las relaciones lineales entre estos parámetros, tomados dos a
dos, son débiles y por tanto proponemos no usarlas.
Con respecto al ajuste multilineal se tienen los siguientes resultados:
Ecuación : M = 1.47932807 - 0.28511639 Ni + 0.00419151 Fe -1.22340875 Co
Tabla A26.3 : Análisis de varianza.
Variación
Valor
Grados
Libertad
Explicada
26.93974043
3
Residual
52.45442554
571
Total
79.39416597
574
de
�Error estándar de una estimación :
0.30335673
Error probable de una observación :
0.20443487
Coeficiente de correlación
:
0.58250869
Coeficientes de correlación parcial :
Para el Ni : -0.43044556
Para el Fe : 0.14521463
Para el Co : -0.21273205
Sin necesidad de realizar otros análisis y pruebas estadísticas se puede afirmar que en este
caso este método no es eficiente porque las relaciones globales entre los cuatro parámetros
son débiles.
Otra posibilidad que analizamos es la de obtener por el mismo método una ecuación que
reflejara la relación entre la masa volumétrica y las coordenadas geográficas por tipo de mena.
Los resultados que se obtuvieron también son insatisfactorios.
El segundo método que tuvimos en cuenta es el de estimación por Inverso de una Potencia de
la Distancia donde el valor de M, estimado para un pozo de la red de exploración, depende de
los valores de este parámetro para los pozos criollos teniendo más influencia aquellos que
estén más cercanos. En este caso no se tendrían en cuenta las relaciones entre los valores de
las componentes Ni, Fe y Co con la masa volumétrica y además habría que hacer un análisis
de anisotropía y si la red es irregular y escasa (como sucede en este caso) no proporcionaría
resultados confiables. Por otra parte, quedaría tomar la decisión de cual potencia de la
distancia tomar lo cual es un paso tan complejo como decisivo.
Una variante de este método podría ser considerar que la masa volumétrica por tipo de mena
depende del las coordenadas geográficas y de los componentes Ni, Fe y Co y trabajar con la
distancia euclidiana en el espacio R5. Es evidente que a las últimas dificultades planteadas se
le agregaría la complejidad y laboriosidad de los cálculos.
El último método que analizamos es el Estimación por Kriging a partir de un Análisis
Variógráfico considerando la variabilidad de la masa volumétrica en el contexto geométrico..
Las dificultades que se presentan en este caso están relacionadas, en primer lugar, con el
hecho de no tener en cuenta las relaciones entre los valores de las componentes Ni, Fe y Co
con la masa volumétrica.
En segundo lugar, tenemos que aunque las mediciones realizadas son regulares en el sentido
vertical (cada 1 m), son muy irregulares en el sentido horizontal lo que se deduce de:
a. La distancia entre ellas es como promedio de 1553.53 m siendo su valor mínimo 46.669 m y
su valor máximo es 3795.84 m.
b. Cuando analizamos la triangulización de los datos en el plano obtuvimos que el área según
la frontera exterior convexa es de 6669061 m2, el número de triángulos es 76, el área del
menor triángulo es de 1650 m2, y el área del mayor triángulo es 665100 m2. La media
aritmética de las áreas de los triángulos es 87750.8 m2 y su desviación standart 94204.48
m2.
c. La irregularidad de la red, junto a las diferencias entre las distancias verticales y las
distancias horizontales, dificultan de manera significativa el análisis variográfico.
En tercer lugar, al trabajar el análisis variográfico tridimensionalmente obtuvimos para un paso
básico de h=379.6 m, un modelo esférico sin efecto pepita, alcance de 380 m y meseta de
0.122; El cálculo del coeficiente IGF (Indicative Goodness to Fit o sea Indicador de Bondad de
Ajuste se realizó para todos los puntos del variograma experimental (0.0505) y para la primera
mitad de estos puntos (0.007816) lo cual indica un buen ajuste. Al definir la zona de influencia
nos decidimos por aceptar que el fenómeno fuera isotrópico y estacionario dentro de un
elipsoide de radios horizontales de 1100 m y de radio vertical de 8 m. Esto nos condujo a que
el proceso de estimación posterior (kriging) no tuviera en cuenta las características del
comportamiento de la masa volumétrica en el sentido vertical debido fundamentalemente a las
oscilaciones de la topografía del terreno y a las irregularidades espaciales de las capas
tecnológicas. Para resolver esto valoramos varias vías mediante artificios, estudios particulares
y cálculos laboriosos para cada zona y capa tecnológica por lo que llegamos a la conclusión de
que este método solo debemos utilizarlo en última instancia.
�Anexo 27: Fórmula de Cuadratura de Gauss tomado y traducido de [48]
Sea y= f(x) una función integrable en [a,b] y sean t1,...,tn los n ceros del polinomio de Legendre
Pn(x) (de grado n).
Sean además los valores de A1,A2,..., An llamados factores de ponderación, entonces:
n
b
∫ f(x) dx = (b-a)/2 Σ Ai f((b+a)/2 + ti(b-a)/2)
a
i=1
y el error cometido es:
(b-a)2n+1 (n!)4 f(2n) (l)
Rn = ----------------------------[(2n)!]3 (2n+1)
donde l e (a,b)
Nótese que esta fórmula tiene un alto nivel de precisión de modo que si por ejemplo n=8 se obtiene
un resultado exacto para polinomios de grado 16.
A continuación informamos:
Tabla A27.1: Valores aproximados de ti y Ai para n=8:
i
ti
Ai
1;8
-+ 0.96028986 0.10122854
2;7
-+ 0.79666648 0.22238104
3;6
-+ 0.52553242 0.31370664
4;5
-+ 0.18343464 0.36268378
�Anexo 28: Algoritmo para una Interpolación Optima, según Chebyshev, con Nodos
Arbitrarios. (tomado de [88])
El siguiente algoritmo es la aplicación de la transformada LL extendida y de extremos fijos
sobre f inyectiva.
La interpolación que se obtiene esta dada por y=Yt(W(x)).
A. Dados los n+1 puntos (xi,yi) ∈ RxR donde los xi son todos diferentes entre si, reordenamos
dichos puntos de manera que xi+1>xi , y=0,...,n-1.
B. Determinar el intervalo [a,b] donde x0 y xn son iguales a t0 y tn respectivamente. Esto se
logra resolviendo el sistema :
(1 − k )a + (1 + k )b = 2 xn
(1 − l )a + (1 + l )b = 2 x0
donde
pi
k = cos
2n + 2
(2n + 1) pi
l = cos
2n + 2
C. Hallar para i=0,...,n, los valores
tn-i =
[(b − a ) cos((2i + 1) pi / (2n + 2) + b + a ]
2
D. Aproximar la función t=W(x).
W(x) =
t −t
t = ti + i +1 i ( x − xi )
xi +1 − xi
para
x ∈[ xi , xi +1 ]
para i=0,...,n-1.
n
E. Hallar Yt(x) =
∑y
i =0
Qi ( x ) =
i
P( x )
( x − ti )
Qi ( x )
Qi (ti )
y
donde
P( x ) = ( x − t 0 )...( x − t n )
∈ [x0,xn] entonces calculamos
n
Qi (t c )
tc=W(xc) y después calculamos yc= ∑ yi
i =0
Qi (ti )
F. Si queremos interpolar el valor yc a partir de xc
El error que se comete es mínimo con respecto a la interpolación polinómica y para la función
W(x) puede ser disminuido en la medida que el intervalo [xi,xi+1] sea más pequeño.
�Anexo 29: Perfiles y Planchetas.
I. Sección de un Perfil Vertical Numérico donde se presentan datos de exploración y control
del trabajo por medio de líneas y barras:
Figura A29.1
II. Perfil Vertical de un bloque donde con Isofranjas donde se ilustra el comportamiento del Ni:
Figura A29.2
III. Plancheta con valores numéricos que representan las cotas topográficas de un bloque:
Figura A29.3
�IV. Plancheta donde mediante colores se representan los valores de III:
Figura A29.4
V. Zoom del pozo 1 de la plancheta vista en planta:
Figura A29.5
�VI. Zoom del pozo 1 de la plancheta vista en IV (los colores no son los mismos porque ha sido
de mayor interés mostrar los contrastes):
Figura A29.6
�Anexo 30: Pertenencia de un punto del plano al interior o a la frontera de una región
limitada por un polígono (Tomado de [97])
Es usual definir una región A del plano R2 mediante un conjunto de n puntos Q1,...,Qn , de
coordenadas (xi,yi) i=1,...,n en el sistema O X Y, ordenados, en general en sentido positivo
(contrario a las manecillas del reloj) y según la secuencia del dibujo, que forman un polígono al
cual se considera un modelo de la frontera de dicha región.
En muchas ocasiones es necesario determinar si un punto P de coordenadas (x,y) está en el
exterior o en el interior y frontera de A. Casos que se presentan, relacionados con la Geología
y la Minería son los de la densificación de una red en una región plana limitada por un polígono
y la búsqueda de la posición de un punto con respecto a una región en un mapa digitalizado.
Un caso menos conocido donde se plantea este problema es el relacionado con la fórmula de
G. Pick que plantea que si dividimos el plano en cuadrados de área 1 y denominamos al
conjunto de vértices de todos los cuadrados RETICULO PUNTUAL y a dichos vértice NODOS
del retículo y además tenemos un polígono tal que todos sus vértices pertenezcan al retículo (
a este polígono se le llama POLIGONO RETICULAR ), entonces el área de la región limitada
por el polígono está dada por Ap= i-1+b/2 donde i es el número de nodos que se encuentran
dentro del polígono y b el número de nodos que contiene la frontera. Estos resultados son
utilizados en varias ramas teóricas de la Matemática.
Se conocen varios algoritmos para resolver el problema planteado. Entre ellos son mas
conocidos el de la “Suma de Angulos Subtendidos”, el del “Saltos de una Línea a un Punto
Exterior”, el de “Segmentos de la Frontera a la Derecha de Punto” y el de Davis y David [45].
Los mismos presentan dificultades relacionadas con una gran complejidad o con un
considerable volumen de cálculo.
En este trabajo presentamos un variación del algoritmo de Suma de Angulos Subtendidos
donde se reduce el volumen de cálculo y la complejidad del mismo.
Sea un polígono de n vértices ordenados positivamente. En el vértice Qk, k∈{1,...,n} se tendrá
el ángulo interior αk (definido por tres vértices consecutivos) y se puede definir en este punto el
ángulo exterior βk=π-αk. Se conoce que :
n
∑α
k =1
k
= (n − 2)π
n
∑β
k =1
k
= 2π
Un polígono se dice CONVEXO si todos los ángulos interiores αk son menores o iguales que π.
El área de un polígono se calcula [26] por la fórmula clásica:
APC = [(x1-x2)*(y1+y2) + ... + (xn-1-xn)*(yn-1+yn) + (xn-x1)*(yn+y1]/2
En particular el área de un triángulo se puede calcular por :
AT = [(x1-x2)*(y1+y2) + (x2-x3)*(y2+y3) + (x3-x1)*(y3+y1]/2
Para determinar si un punto P pertenece al exterior o al interior y frontera de la región A
limitada por un polígono convexo (PC) hallamos APC y también hallamos las áreas ATi de los n
triángulos que forma el punto P al unirlo con cada pareja de vértices consecutivos de PC. Si
APC es igual a la suma de los valores ATi entonces se puede afirmar que P pertenece al interior
o a la frontera de A. Si además alguno de los valores ATi es 0 entonces P pertenece
estrictamente a la frontera de A.
Si el polígono que limita a la región A no es convexo (PNC) entonces proponemos el siguiente
algoritmo:
1. Buscar el polígono convexo PC ( que limita a una región B ), formado por el subconjunto de
puntos del PNC tal que todos los puntos de PNC pertenezcan al interior o a la frontera de
la región B. A la región B se le llama CAPSULA CONVEXA de los puntos del PNC. El
polígono PC puede obtenerse mediante el Algoritmo del Angulo Mínimo [82]
2. Si el punto P está en el exterior de B entonces también estará en el exterior de A y finaliza
este algoritmo. En caso de que P esté en el interior o en la frontera de B, entonces
continuamos ejecutando el paso 3.
3. Agregamos un nuevo punto Qn+1 al conjunto Q1, Q2, ..., Qn tal que todos sus componentes
son iguales a las del punto Q1. Podemos asumir en lo que sigue que n=n+1.
4. Trasladamos todos los puntos a un nuevo sistema de coordenadas con centro en P. Se
obtienen los puntos Q11, Q12, ..., Q1n en el sistema de coordenadas O X1 Y1 y se asume
que la SUMA de los ángulos con vértice en el punto P y subtendido a dos lados
consecutivos del polígono es 0.
5. Para j igual 1,2,3,..., n-1 hacer lo siguiente:
A. Hallar γ, ángulo que forma el segmento OQ1j con el eje OX1.
B. Rotar el punto Q1j+1 el ángulo γ y se obtiene el punto Q2j+1 en el sistema O X2 Y2.
C. Hallar α, ángulo entre Q2j+1 y OX2, α∈[-π,π].
D. Hallar SUMA=SUMA+α.
�6. Si SUMA=0° entonces el punto está fuera del polígono y si SUMA=360° entonces está
dentro.
Es obvio que el algoritmo solo se ejecuta totalmente para los puntos interiores o fronteras de B
por lo que el volumen de cálculo se hace menor.
Asimismo afirmamos que la complejidad del algoritmo y de los cálculos son pequeñas puesto
que solo intervienen operaciones sencillas y análisis elementales.
El algoritmo presentado ha sido programado y en la práctica se ha comprobado su eficiencia
cuando se analiza la pertenencia de un gran número de puntos al exterior o al interior y frontera
de una región limitada por un polígono arbitrario ordenado que tiene también un alto número de
puntos. Vale recordar que durante la programación deberán tenerse en cuenta los diferentes
errores de redondeo, operacionales, etc, que pudieran provocar tomas de decisiones
equivocadas.
�Anexo 31: Cálculos de recursos de LB+SB en un bloque del yacimiento Punta Gorda
mediante tres métodos diferentes.
Tabla A31.1
Pozo Método Método Z I 2
Mét1Error Abs. Mét1 - Error Abs. Mét2 - Error Abs.
1
2
Met2
Relativo ZI 2
Relativo ZI 2
Relativo
%
%
%
1 15627.7 13318.2 13425.7 2309.57
17.34 2202.01
16.53 -107.56
0.81
8
1
7
2 12655.5 10211.9 10419.5 2443.62
23.93 2236.05
21.90 -207.57
2.03
6
4
1
3 9355.56 7949.13 8101.53 1406.43
17.69 1254.03
15.78 -152.40
1.92
4 13427.7 11046.4 11123.9 2381.31
21.56 2303.80
20.86 -77.52
0.70
8
7
8
5 9688.89 10002.3 9961.55 -313.43
3.13 -272.66
2.73
40.77
0.41
2
6 9577.78 9778.46 9741.20 -200.68
2.05 -163.42
1.67
37.25
0.38
7 9027.78 11083.1 11170.1 -2055.40
18.55
19.33 -86.91
0.78
8
0
2142.32
8 13211.1 13898.4 14185.5 -687.35
4.95 -974.43
7.01 -287.08
2.07
1
6
4
9 13650.0 14930.8 15270.3 -1280.89
8.58
10.85 -339.50
2.27
0
9
9
1620.39
11 13977.7 15667.2 15652.3 -1689.47
10.78
10.69
14.92
0.10
8
5
3
1674.55
12 11777.7 11193.6 11141.9 584.17
5.22 635.84
5.68
51.67
0.46
8
1
4
13 8366.67 6362.92 6390.78 2003.75
31.49 1975.89
31.05 -27.85
0.44
14 9688.89 9611.75 9786.18
77.14
0.80 -97.29
1.01 -174.43
1.81
15 13211.1 11540.2 11817.1 1670.86
14.48 1393.94
12.08 -276.91
2.40
1
5
7
16 14775.5 12485.7 12689.7 2289.79
18.34 2085.84
16.71 -203.96
1.63
6
7
2
17 13564.4 12139.1 12170.2 1425.25
11.74 1394.23
11.49 -31.03
0.26
4
9
1
18 16294.4 16353.6 16277.6 -59.16
0.36
16.83
0.10
75.99
0.46
4
0
1
19 20003.3 19532.0 19553.2 471.26
2.41 450.04
2.30 -21.22
0.11
3
7
9
21 14533.3 13458.4 13780.1 1074.87
7.99 753.18
5.60 -321.68
2.39
3
6
5
22 9688.89 12562.7 12811.7 -2873.86
22.88
24.86 -248.99
1.98
5
4
3122.85
23 9688.89 9268.99 9328.80 419.90
4.53 360.09
3.88 -59.81
0.65
24 18055.5 12716.0 12668.7 5339.53
41.99 5386.81
42.36
47.28
0.37
6
3
5
25 12766.6 11825.5 11806.0 941.12
7.96 960.62
8.12
19.51
0.16
7
5
5
26 13100.0 13158.9 13302.0 -58.98
0.45 -202.06
1.54 -143.08
1.09
0
8
6
27 14583.3 13086.0 13381.7 1497.33
11.44 1201.59
9.18 -295.74
2.26
3
0
4
28 9027.78 10395.4 10628.8 -1367.65
13.16
15.40 -233.46
2.25
3
9
1601.11
29 12111.1 11926.8 12053.2 184.28
1.55
57.88
0.49 -126.40
1.06
1
3
3
31 2200.00 4807.90 4790.97 -2607.90
54.24
53.89
16.92
0.35
2590.97
�32 3522.22 7272.34 7322.42 -3750.12
52.26
-603.79
3800.20
13.43
1734.79
33.24
3233.33
4.79 -788.61
-50.08
0.69
15.45 -226.89
2.02
35.64 -217.95
2.40
6.26 -184.82
1.47
1286.13
8.61 1270.16
8.50
-15.97
0.11
-462.25
4.07 -412.78
3.63
49.47
0.44
4096.70
35.18 4060.08
34.87
-36.62
0.31
-11.17
-1614.91
0.12 -175.92
76.92
1653.44
1.81 -164.75
78.76 -38.53
1.70
1.84
33 9718.89 11226.7 11453.6 -1507.90
9
8
34 6055.56 9070.93 9288.89 -3015.37
35 12000.0
0
36 16228.8
9
37 10894.4
4
38 15741.1
1
39 9688.89
41 484.44
42
43 11888.8
9
44 17722.2
2
45 15300.0
0
46 12988.8
9
47 17722.2
2
48 21466.6
7
49 14311.1
1
51 5394.44
52 5611.11
53
54 17835.5
6
55 15633.3
3
56 10122.2
2
57 14744.4
4
58 15744.4
4
59 17722.2
2
61 6933.33
62 11227.7
8
63
64 18488.8
9
65 14750.0
0
66 16622.2
2
67 20366.6
7
12603.7
9
14942.7
6
11356.6
9
11644.4
1
9700.06
2099.35
12788.6
1
14958.7
3
11307.2
2
11681.0
3
9864.81
2137.88
13081.4
3
15698.8
8
14022.6
0
14295.9
3
15555.3
8
16778.4
0
13517.0
4
5520.15
6031.79
13027.7
7
15697.8
5
14207.5
5
14634.0
8
15887.9
5
16922.1
8
13479.8
3
5570.66
6162.98
-1192.54
14374.5
7
14678.2
5
12500.3
7
14486.0
7
14553.2
0
14721.8
6
5925.71
9978.30
14556.6
1
14672.1
6
12451.3
1
14561.4
2
14828.2
9
15082.2
7
5942.00
9935.56
16249.1
0
15391.5
5
16125.3
2
17531.7
3
51.57
2023.34
1138.88
12.89 2024.37
1277.40
9.11 1092.45
-1307.04
9.12
53.66
0.00
0.41
12.89
1.03
0.01
7.79 -184.95
1.32
11.51 -338.15
2.37
2166.84
1645.19
13.93 1834.27
11.79 -332.56
2.14
4688.27
27.94 4544.49
27.09 -143.78
0.86
794.07
5.87 831.28
6.15
37.22
0.28
-125.71
-420.68
2.28 -176.22
6.97 -551.87
3.19 -50.51
9.15 -131.20
0.92
2.18
3460.99
24.08 3278.95
22.81 -182.03
1.27
955.08
6.51 961.17
-2378.15
9.14
8.71
19.02
6.55
6.09
0.04
18.63
49.06
0.39
1.26
-75.35
0.52
258.37
2329.09
1.78 183.02
1191.24
8.19 916.15
6.30 -275.09
1.89
3000.36
20.38 2639.95
17.93 -360.41
2.45
1007.62
1249.48
17.00 991.33
12.52 1292.22
16.73
12.95
-16.29
42.75
0.27
0.43
16498.4 2239.79
2
15765.6 -641.55
1
16447.1 496.90
5
17645.7 2834.94
4
13.78 1990.47
12.25 -249.33
1.53
1015.61
3.08 175.07
6.60 -374.06
2.43
1.09 -321.82
2.00
16.17 2720.93
15.52 -114.01
0.65
4.17
�68 17611.1
1
69 19044.4
4
71
72 24104.4
4
73 15083.3
3
74 12880.0
0
75 7705.56
76 16622.2
2
77 17944.4
4
78 9797.78
79 8033.33
81 6711.11
82 19477.7
8
83 12322.2
2
84 15300.0
0
85 15411.1
1
86 7705.56
15570.0 15515.0 2041.11
0
8
15847.3 15827.7 3197.06
8
9
13.11 2096.03
13.46
54.91
0.35
20.17 3216.65
20.30
19.59
0.12
18152.3
0
14367.1
7
11890.9
1
11234.6
9
14596.5
2
14135.4
0
10375.4
4
8119.89
11056.7
9
17438.2
6
15672.4
8
15364.6
9
12688.4
8
9030.76
5952.14
32.79 5542.68
30.53 -409.46
2.26
716.16
4.98 564.51
3.93 -151.65
1.06
989.09
8.32 1009.45
8.49
20.37
0.17
31.09
18561.7
6
14518.8
2
11870.5
5
11198.4
0
14703.4
9
14426.3
0
10625.9
9
8238.37
11010.5
4
17499.5
4
15944.4
3
15742.5
5
12920.4
6
9071.36
-3529.13
36.29
0.32
2025.70
3492.84
13.88 1918.73
13.15 -106.97
0.73
3809.04
26.95 3518.14
24.89 -290.89
2.06
-577.66
5.57 -828.21
7.98 -250.55
2.41
-86.56
-4345.68
1.07 -205.04
39.30
4299.43
11.70 1978.24
2.53 -118.48
38.88
46.25
1.46
0.42
11.34
-61.29
0.35
21.38
23.11 -271.96
1.74
-64.69
3622.21
0.42 -442.55
2.88 -377.86
2.46
2722.63
21.46 2490.65
19.63 -231.98
1.83
14.67
2039.52
-3350.26
-1325.20
87 13322.2 10105.9 10065.2 3216.28
2
4
7
88 20255.5 14545.1 14548.6 5710.41
6
5
0
89 7155.56 10451.9 10593.6 -3296.39
5
6
Suma 997056. 951891. 961094.
6
3
7
31.41
1365.80
31.83 3256.95
15.12
-40.60
0.45
32.23
40.67
0.40
39.26 5706.96
39.24
-3.45
0.02
31.54
32.89 -141.71
1.36
3438.10
Nota: Los pozos que presentan sus datos en blanco, no aparecen desarrollados en las bases de
datos.
�Anexo 32: Validación de la modelación geoquímica del bloque O48 del yacimiento Punta
Gorda.
Los datos que se tienen inicialmente consisten están en un archivo de 6 columnas que
representan coordenadas Oeste - Este (OE), Sur - Norte (SN), Cota, % de Ni, % de Fe y % de
Co; y de 25265 filas (cada una representa una medición en un intervalo de alrededor de 1 m).
De este archivo, que contiene las mediciones en una red cuadrada de 8.1667 m de lado y que
llamaremos O48-8R3.TXT, se obtuvieron los archivos O48-16R3.TXT (que contiene la red
cuadrada de 16,67 m de lado y presenta en este caso 6122 filas) y O48-33R3.TXT (que
contiene la red cuadrada de 33,33 m de lado y contiene 1860 filas).
El análisis que se mostrará a continuación se ha dividido en dos partes, donde la segunda
depende en gran medida de la calidad de los resultados del primero:
1. Modelación del techo topográfico (TT) y de la capa mineral (TM) y del fondo de la capa
mineral (FM).
Se tomaron los datos de la red de O48-16R3.TXT (que incluye al archivo O48-33R3.TXT) y se
obtuvieron los valores del FM, TM y TT para cada pozo; a partir de estos resultados y de los
valores similares de los bloques vecinos, se estimaron mediante kriging puntual los valores
de la red cuadrada de 8.16 m de lado del TT, TM y FM, almacenándose los resultados en el
archivo O48-8E.PT3 (se tienen 5 columnas: OE, SN, FM, TM, TT y se tienen 1369 filas o
pozos).
Se obtuvieron valores de FM, TM y TT de cada pozo a partir del archivo O48-8R3.TXT,
almacenándose en el archivo O48-8R.PT3 que presenta en este caso 1263 filas o pozos. La
diferencia 1369-1263=106 dice cuantos pozos faltaron por desarrollar durante la
exploración.
Se creó el archivo O48-8D.PT3 que contiene las coordenadas planas de los pozos de la red
cuadrada de 8.16 m de lado y las diferencias entre los valores reales menos los valores
estimados de FM, TM y TT, almacenados en los archivos, como se explicó, O48-8R.PT3 y
O48-8E.PT3 respectivamente.
Se eliminaron en O48-8D.PT3 las filas que contengan coordenadas de la red de 16.67 m de
lado ya que se usó para realizar la estimación un interpolador exacto, quedando un total de
321 pozos realmente estimados.
Los resultados estadísticos que se obtuvieron para las diferencias de los errores en cada caso
se reflejan en la siguiente tabla:
Tabla A32.1:
Tipo Media
Error Típico deDesviación
Estándar D
Aritmética M M
FM
TM
TT
-0.201598
-0.045841
-0.124169
0.263481
0.176231
0.054868
4.720655
3.157439
0.983034
Error Típico
de D
Desviación
Media
0.186309
0.124614
0.038797
3.621966
2.405974
0.571349
Coeficiente
de
Variación
-23.416165
-68.877742
-7.916888
La estimación del techo topográfico puede considerarse de muy buena atendiendo a los
valores que se presentan.
Teniendo en cuenta que, según los valores medidos, la media de escombro superior del
bloque es 4.15 m con desviación estándar de 4.48 m y que la media de la capa mineral del
bloque es 14.7 m con desviación estándar 5.51 m y que según los valores estimados la
media de escombro superior del bloque es 14.18 m con desviación estándar de 2.65 m y
que la media de la capa mineral del bloque es 14.52 m con desviación estándar 4.72 m,
entonces puede observarse que la estimación a suavizado los contornos pero ha mantenido
los valores medios del bloque.
Según los valores de la tabla anterior el techo del mineral ha sido estimado de una manera
aceptable pero la estimación del fondo del mineral presenta fluctuaciones importantes y las
del techo del mineral presenta fluctuaciones menos significativas.
Veamos gráficamente como se comportan estas diferencias:
�Figura A32.1: Fondo del Mineral: (abundantes y muy significativas diferencias)
Figura A32.2: Techo del Mineral: (diferencias significativas en algunos sitios)
�Figura A32.3: Techo Topográfico: (muy escasas diferencias significativas)
2. Modelación tridimensional de los % de Ni, Fe y Co.
A partir del archivo O48-16R3.TXT se realizó la modelación geoquímica para el % de Ni, % de
Fe y % de Co de este bloque según los métodos propuestos en 3.4.A (página 52)
denominándose Método 1 cuando {k1=1 ; k2=0}, Método 2 cuando {k1=1 ; k2=1} y Método 3
cuando {k1=0 ; k2=1}. Para cada caso se estimaron los % de Ni, Fe y Co para la red de 8.16
m a partir de los techos y fondos del archivo O48-8R.PT3.
Se eliminaron los valores de la red de 16.67 m en ambos archivos ya que en los mismos
las interpolaciones son exactas. Para los datos que quedaron se determinaron los errores
absolutos porcentuales para las variable % de Ni, % de Fe y % de Co según la conocida
fórmula e = 100 (Valor Real - Valor Estimado) / Valor Real y a partir de los mismos se
determinaron los siguientes resultados estadísticos:
Tabla A32.2:
Error Típico Desviació Error Típico Desviació Coeficiente
Element Media
o
Aritmétic de la Media n
de la DE
n Media
de
a
Estándar
Variación
% Ni
32.7243
0.547397 43.46552
0.387068 24.483427 1.32823093
71
2
8
% Ni
19.8601
0.536076 32.56662
0.379063 23.35082 1.63979656
63
7
2
% Ni
30.5461
0.569546 45.22424
0.40273 23.469336 1.48051991
89
1
% Fe
15.5607
0.520435 31.32467
0.368003 25.150099 2.01305980
27
4
1
% Fe
25.9500
0.504761 40.08006
0.35692 24.67075 1.54450668
78
9
7
% Fe
23.6737
0.632018 50.18478
0.446904 23.907819 2.11984578
91
6
2
% Co
77.6832
1.636587 129.9515
1.157242 63.914619 1.67284006
16
96
4
% Co
55.9239
1.470828 86.78966
1.040032 58.834837 1.55192304
5
7
9
% Co
97.6491
2.336784 185.5500
1.652356 86.782798 1.90017123
31
7
7
Lo más significativo de estos resultados es que el Modelo 2 ha sido más efectivo para la
modelación del % de Ni y del % de Co y el modelo 1 ha sido más efectivo para el % de Fe;
esto tal vez se debe al comportamiento más estable del % de Fe tal como se expresa en la
siguiente tabla referida a los datos medidos según la red de 8.16 m:
�Tabla A32.3:
Variable Media
Aritmética
Ni
Fe
Co
1.112193
40.855007
0.078375
Error Típico Desviación
de la Media Estándar
Error Típico Desviación
de la DE
Media
0.002731
0.066165
0.000367
0.001931
0.046786
0.000259
0.434090
10.516933
0.058322
0.343001
7.970419
0.043281
Coeficiente
de
Variación
0.390301
0.257421
0.744138
Otro de los elementos a considerar para valorar la efectividad de estas modelaciones es el
asunto referido a las intercalaciones las cuales son abundantes y con gran variabilidad y por
tanto afectan a cualquier método de estimación que se utilice. Esto lo podemos ilustrar con
los siguientes gráficos:
Figura A32.4: Potencia de Intercalaciones Estimadas a partir de la red de lado 33.33 m
Figura A32.5: Potencia de Intercalaciones Medidas según la red cuadrada de lado
8.16.
�Analizando estos dos gráficos se observa que las intercalaciones que se deducen de la red
de exploración no han predicho las intercalaciones reales de la red cuadrada de lado 8.16 m
lo cual sucede por la falta de información sobre estas anomalías.
�Anexo 33: Aspectos Básicos de la Teoría de los Procesos Estocásticos y de la
Geoestadística Lineal. (Síntesis de las ideas de [3])
Sea U una población de infinitos valores X∈A⊂R, que miden el comportamiento de un
fenómeno F según varía el parámetro t∈B⊂Rn (t puede referirse al espacio y al tiempo). A la
variable X la consideraremos una variable aleatoria.
Si medimos a X para los valores t∈M=[t1,tm]⊂B entonces se tiene una realización que
denotamos X(t) y es una muestra del conjunto de todas las funciones posibles que representan
a F en el intervalo M.
Si obtenemos k realizaciones S={X1(t),…,Xk (t)} en M, las mismas, en general, serán distintas y
al conjunto S se le denomina Serie.
Gráficamente una serie de 4 funciones puede tener el siguiente aspecto:
Figura A33.1
Si fijamos el valor de t tomando t=t*, entonces para cada función posible X(t) se obtiene un
valor X=X(t*); puesto que es infinito el conjunto Q de estos valores entonces a el se le puede
asociar una función de distribución P[X(t*)]. Si los valores de X se obtienen de una serie
entonces el conjunto de valores {X1,…,Xk} es una muestra tal como la entendemos en la
estadística clásica.
Gráficamente se puede tener la siguiente interpretación:
Figura A33.2
Entonces, se define como proceso estocástico o aleatorio (PE) al conjunto ordenado de todas
las funciones {X(t)} para t∈B.
Un PE se denomina estacionario con respecto a la media si se cumple que E{X(t)}=C1 para
cualquier valor t∈B y se dice estacionario con respecto a la varianza si Var{X(t)}=C2 para
cualquier valor de t∈B.
Cuando un PE no es estacionario respecto a la media, entonces para cada valor de t se
obtienen, en general, diferentes valores de E{X(t)}, ellos son la imagen de una función T(t) que
se denomina tendencia del PE.
Un PE se denomina ergódico con respecto a la media cuando el valor medio en t de cualquier
realización X(t) es igual al valor medio de los valores de E{X(t)} donde t∈M=[t1,tm]⊂B.
Análogamente se puede definir un PE ergódico con respecto a la varianza.
Si un PE es ergódico con respecto a una variable estadística entonces basta una realización
para evaluar dicha característica para todo el proceso.
Cuando un PE es ergódico pero no es estacionario con respecto a la media entonces para una
realización X(t) y para la tendencia T(t) se define la realización residual R(t) = X(t) - T(t) y se
cumple que E{R(t)}=0.
�Un problema de primera importancia es evaluar el grado de aleatoriedad de una serie. Si
aceptamos que el PE es estacionario y ergódico con media 0 y se tiene una realización X(t)
entonces se define la función de autocovarianza:
lim 1
Rxx(τ) =
T → ∞ 2T
+
X
t
X
t
dt
τ
(
)
(
)
donde τ es un desplazamiento arbitrario de t.
∫
−T
T
Se cumple que Rxx(0) = σ2x y se define la función de autocorrelación Cxx(τ) = Rxx(τ) / σ2x.
Tiene especial interés para el desarrollo que veremos mas adelante mencionar un tipo de serie
estacionaria no autocorrelacionada llamada Ruido Blanco que cumple que Rxx(τ)=σo2 para τ=0
y Rxx(τ)=0 para τ≠0.
Una consecuencia de adicionar un ruido blanco S(t) a otra serie X(t) es la aparición de una
discontinuidad de la función de autocorrelación en el origen. En este caso se escribe:
1
Rxx (τ )
R
Cxx (τ ) =
=
ss (τ )
Rxx (0) R (0) + R (0)
xx
ss
para
τ =0
para
τ >0
La separación RC que debemos producir a partir de un punto arbitrario to para que los valores
de la realización observada X(t ± RC) sean estadísticamente independientes de X(to) se
denomina radio de correlación o de influencia de la realización. El radio de correlación puede
obtenerse teóricamente a partir de la función de autocovarianza pero en la práctica esto es una
tarea de grandes dificultades puesto que la función de autocovarianza debe determinarse a
partir de datos discretos; sin embargo se han estudiado varios casos que aparecen con
frecuencia en la práctica, entre ellos vale la pena destacar el caso en que la función está dada
por la adición de un ruido blanco (es un proceso no autocorrelacionado o sea el radio de
correlación es teóricamente nulo) mas otro proceso de otro tipo, que genera una discontinuidad
de la función de autocorrelación en el origen. El radio de correlación de un ruido blanco es
teóricamente 0 y en la práctica es menor que el intervalo utilizado en el muestreo.
Comentarios sobre los conceptos básicos de la Geoestadística Lineal.
La Geoestadística, surgió como aplicación de la teoría de los PE al estudio de fenómenos y
procesos geológicos y mineros.
La variable aleatoria X en este caso depende de coordenadas espaciales o sea t=(x,y,z) por lo
que se le llama variable aleatoria regionalizada; B⊂R3.
Otros conceptos básicos son los de campo y soporte geométricos y principalmente el
variograma (o función estructural) y la zona de influencia. El variograma (a veces llamado
semivariograma se define, generalmente, como γ(h)= γ (x i , x j ) =
var( X (t i ) − X (t j ))
2
donde
h es la distancia entre ti y tj y contiene junto con la zona de influencia (en este caso es una
región cerrada del plano o del espacio) la información necesaria sobre la parte estructural del
fenómeno estudiado.
Los fenómenos geológicos no siempre cumplen con los requerimientos generales que se
necesitan para aplicar la teoría de los PE, vale destacar que estos fenómenos no siempre son
estacionarios con respecto a la media y a la varianza, por otra parte la información que se
dispone sobre el fenómeno es, la mayoría de las veces, solo una de las infinitas realizaciones
teóricamente posibles por lo que es necesario admitir la ergodicidad del fenómeno.
Esto último generalmente se admite de forma implícita; en nuestra opinión la validez de esta
decisión no puede buscarse solo en la realidad del fenómeno estudiado sino también en la
disponibilidad de información que se tiene del mismo.
Las hipótesis de la Geoestadística mas conocidas que se refieren a la estacionaridad son las
de estacionaridad estricta, estacionaridad de segundo orden , condición intrínseca y la de los
procesos cuasiestacionarios. Expliquemos brevemente cada una de ellas:
1. Estacionaridad Estricta : Para todo t∈B se tiene que E{X(t)}=C1 y Var{X(t)}=C2 o sea las
funciones de distribución de probabilidades son iguales entre si, independientemente del
valor de t escogido.
2. Estacionaridad de Segundo Orden : En este caso E{X(t)}=C1 y además existe la función de
covarianza K(h)= E{X(t),X(t+h)}-C12 la cual es independiente de t.
�3. Condición Intrínseca : Se cumple que E{X(t)}=C1 y existe Var(X(t)-X(t+h))=2γ(h) que solo
depende de los valores de h. La estacionaridad de segundo orden implica la condición
intrínseca (también llamada de homogeneidad) pero lo contrario no se cumple. Se puede
demostrar que γ(h) = σ2 - K(h) donde σ2 es la varianza de los datos.
4. Cuasiestacionaridad : En este caso se cumple la estacionaridad de segundo orden o la
condición intrínseca para |h|<b, donde b representa las dimensiones de una región donde el
fenómeno conserva cierta homogeneidad estadística.
La zona de influencia tiene una enorme importancia práctica ya que define las distancias y
direcciones donde se mantiene la influencia de un dato respecto a otro. En R2 se acostumbra a
representarla mediante una elipse y en R3 mediante un elipsoide aunque no necesariamente
tienen que ser figuras de estas características. Desde el punto de vista geológico la zona de
influencia tiene una interpretación precisa para cada caso que se analiza.
�Anexo 34: Cuatro condiciones que deben cumplir los datos que expresan las mediciones
del fenómeno.
1. Puesto que los datos son los representan al fenómeno que se estudia, hay que garantizar
que existan la cantidad suficiente como para que se obtengan los resultados deseados.
Desde el punto de vista económico las mediciones son generalmente costosas y desde el
punto de vista de la precisión de los resultados buscados, generalmente esta aumenta junto
con el número de mediciones. Esta contradicción es bastante difícil de resolver y es, dentro
de la Geoestadística, un tema particular llamado Optimización de Redes de Exploración y
que exige el estudio particular de cada caso. El criterio general que recomendamos para
determinar la red mas adecuada es el siguiente:
a. Obtener, para una red poco densa de toda la región o para una red densa de una zona
especialmente representativa, el variograma experimental y ajustar el variograma teórico
(el como hacerlo será explicado mas adelante).
b. Obtener mediante estimación por Kriging puntual redes cada vez mas densas o
extendidas a toda la región y calcular la media aritmética y la desviación estándar de los
errores (estos errores solo dependen del variograma y de los datos conocidos).
Comparando estos valores (por ejemplo, mediante por cientos) con la media y la
desviación estándar de los datos usados podemos valorar la calidad de nuestro modelo
para cada nueva densidad de red. Nótese que mantenemos el modelo y se usan para la
próxima red las mediciones que se van estimando.
c. Calcular los costos que se tendrían al realizar mediciones en cada una de las redes mas
densas y mediante un gráfico, por ejemplo de % Error Medio contra Costo, o
auxiliándose de técnicas analíticas tales como la modelación de la relación entre las dos
variables, tomar una decisión.
Otro factor que debe tenerse en cuenta para una posible densificación de la red es la
presencia del efecto pepita, cuestión que analizaremos mas adelante.
Por otra parte, es posible que la mejor solución sea determinar en cuales subregiones se
presentan los mayores errores y solicitar la densificación de la red en estas zonas.
2. La representatividad de los datos es tan importante como el aspecto anterior y no solo debe
estar dada por el hecho de que incluya datos dentro de los rangos en que se manifiesta el
fenómeno (esto es deseable) sino que en nuestra opinión deben ser mediciones tomadas
en puntos geográficamente independientes de las características de la variable que se mide
ya que representan una realización cualquiera de un proceso estocástico. Esto,
generalmente, se considera resuelto definiendo una red espacial de muestreo lo mas
regular posible lo cual, además, garantiza que el error global de estimación (llamado
también Error de Cualidad) sea mínimo [58].
3. Uno de los problemas que se pueden presentar es que las mediciones se hayan
desarrollado sobre una red de dimensiones no uniformes o que se tengan dos o mas redes
diferentes de mediciones; en este caso deben distinguirse dos casos:
a. Se tienen dos o mas redes regulares de diferentes dimensiones. En este caso se
procede a determinar los variogramas en cada una de las redes y se realiza la
regularización de cada uno de ellos, que es un proceso que tiene como objetivo
convertir cada variograma correspondiente a una parte de los datos regulares
pertenecientes a una red (soporte), en un variograma de soporte común para todas las
mediciones. La regularización que se define como una integral estocástica conserva la
media pero produce cambios importantes en el variograma [32,44,58]; el variograma de
la variable regularizada se puede escribir como una función del variograma de la variable
original. El procedimiento de pasar del variograma regularizado al variograma original se
denomina desconvolución. Detalles sobre la práctica de la regularización pueden verse
en [58].
No obstante debemos aclarar que el término regularización puede emplearse en el sentido
de obtener una red regular estimada por diferentes métodos (incluyendo los de
interpolación); en este caso hablamos de regularizar la red.
b. Que la red utilizada sea muy irregular o que exista redundancia en los datos. Cuando
esto sucede se divide la región en subregiones regulares y se le asigna al punto central
de cada una de ellas un valor de la variable W que es una función de los valores Wi que
pertenecen a la subregión (puede usarse la media aritmética, inverso de una potencia de
la distancia, etc); a este proceso se le llama declustering [120]. En los casos de que
una subregión no contenga ningún valor Wi deben cambiarse las dimensiones de las
subregiones.
4. Para ciertos procesos de simulación y de geoestadística no lineal se hace necesario que los
datos se distribuyan normalmente; si esto se cumple o no debe comprobarse mediante los
�métodos conocidos de ajuste de distribuciones y en caso de que no suceda, pueden
tomarse una de los siguientes caminos:
a. Buscar una función de transformación de los datos (en ocasiones se le llama
anaformosis gausiana [32]. Las dos formas más conocidas para realizar estas
transformaciones son la Gráfica mediante el Método de Monte Carlo y la analítica
mediante los Polinomios Ortogonales de Hermite [32].
b. Generar, a partir de los datos dados, un conjunto de nuevos datos que conserven sus
principales parámetros estadísticos (media, varianza, etc), que se distribuyan
normalmente y que estén dentro de los rangos de los valores originales; a partir de estos
nuevos valores se realizan los análisis. El método más conocido para obtener los valores
simulados es el de Bandas Rotantes [32].
�Anexo 35: Elementos Básicos sobre el Spline Cúbico Natural según el algoritmo de
Cheney-Kincaid (Sintetizado de [30]) .
Sean m puntos (xk,yk) de R2 donde m≥2 y xk+1 ≠ xk para k=1,…,m-1 y donde se supone que
yk=g(xk) para la función desconocida g. Se define la función de interpolación por tramos Spline
Cúbico Natural :
y 2 − y1
( x − x1 ) que es la recta que une a los dos puntos (spline
y = y1 +
x 2 − x1
a. Para m=2 :
lineal).
b. Para m>2 :
y = a k + bk ( x − x k ) + ck ( x − x k ) + d k ( x − x k ) para x ∈ [xk,xk+1],
k=1,…,m-1. Los valores de ak,bk,ck y dk pueden obtenerse mediante algoritmos iterativos
para resolver sistemas de ecuaciones lineales tridiagonales.
Las expresiones de cada uno de los coeficientes es:
1. ak = y k
2
3
[ y"
− 2 y" ]( x
−x )
k
k
1
k k +1 k
+
−
2. bk =
6
x
−x
k +1 k
y
3. ck = y
k ¡1
−y
"
k
y"
− y"
k
+
k
1
4. dk =
x
−x
k +1 k
"
"
donde las incógnitas y k +1 y y k se evalúan usando la ecuación para los nodos interiores:
− x ) y"
+ 2( x
− x ) y" + ( x
− x ) y"
=
k k +1
k +1 k k
k ¡1 k k + 1
6
6
=
[y
−y
]+
[y
−y ]
k +2
k +1 x
k +1
k
−x
−x
x
k +2
k +1
k +1 k
(x
k +1
Y además, que en los extremos las segundas derivadas son nulas.
El error de interpolación depende fundamentalmente de la función y=g(x) que describe
exactamente el fenómeno y está dado en cada tramo por :
E(x)k =
g '' (ξ )
( x − x )2 ( x − x
) 2 donde ζ∈ [xk,xk+1]
k
k +1
2!
Cuando la función g es desconocida conocemos que en la medida en que m aumenta
tendremos mayor información sobre el fenómeno y por tanto el error disminuirá.
El spline cúbico natural tiene las características de ser una función interpoladora exacta,
continua y con primera y segunda derivada continuas . Además tiene la notable propiedad de
que entre todas las funciones f(x) interpoladoras de (xi,yi) de cualquier tipo, minimiza la
xm
expresión ∫ f
x1
' ' ( x ) 2 dx .
El algoritmo de Kincaid-Cheney proporciona la ecuación del spline en cada tramo en forma
sencilla puesto que el sistema de ecuaciones resultantes es tridiagonal.
Existen algoritmos análogos para el spline cuadrático y para el spline lineal se tienen las
conocidas fórmulas de interpolación lineal por tramos.
�Anexo 36: Cuatro formas de realizar el kriging puntual. (Tomado de [32])
1. W es una función aleatoria estacionaria de esperanza conocida:
Sea C(h) la covarianza, esperanza Ma y varianza σ2. Resolver el SEL cuadrado:
p
∑ C (hij )a i = C (h jo ) , donde j=1,…,p.
i =1
donde hij es la distancia entre Pi y Pj. Además hjo es la distancia entre Pj y P siendo este
último el punto donde se estima.
p
∑ a (W
W = Ma +
i
i =1
i
− Ma )
p
2
El error de estimación está dado por E = σ -
∑ a C (h
j =1
j
j0
)
2. W es una función aleatoria estacionaria de esperanza desconocida:
Sea C(h) la covarianza y varianza σ2. Resolver el SEL cuadrado:
p
∑ C (hij )a i + µ = C (h jo )
i =1
p
ai = 1
∑
i =1
donde µ es un multiplicador de Lagrange y a la última ecuación se le llama Condición de No
Sesgo.
p
W=
∑a W
i =1
i
i
p
2
El error de estimación está dado por E = σ -
∑ a C (h
j =1
j
j0
) +µ
3. W es una función aleatoria intrínseca y no existe covarianza:
Sea γ(h) el variograma. Resolver el SEL cuadrado:
p
∑ γ (hij )a i + µ = γ (h jo )
i =1
p
ai = 1
∑
i =1
p
y luego W =
∑a W
i =1
i
i
p
El error de estimación está dado por E =
∑ a γ (h
j =1
j
j0
) +µ
4. W es una función aleatoria no estacionaria:
Este es el caso mas complejo y sin dar los detalles diremos que se han dado dos
soluciones relacionadas con:
a. Búsqueda con el modelo de Kriging Universal que plantea una descomposición de la
variable W en dos componentes, una de ellas determinística, como combinación lineal
de funciones independientes, que representa la tendencia del fenómeno y la otra
aleatoria (parte residual). Entre varias críticas que se le han hecho a este método
sobresale la que plantea que el variograma de la parte residual es una estimación
sesgada del variograma verdadero.
b. El segundo método está relacionado con la Teoría de las Funciones Intrínsecas de
Orden K que resuelve de manera satisfactoria los problemas de inferencia estadística.
�Anexo 37: Aspectos comparativos entre un perfil de alteración laterítica maduro y otro
poco maduro de la corteza de intemperismo del yacimiento Moa (Tomado de [137]).
Tabla A37.1
Perfil Maduro
Perfil Inmaduro
1. Buena potencia de ocres (mayor de 10 m, 1. Baja potencia de ocres (menor de 10 m ,
como promedio.
como promedio).
2. Densidad del material laterítico superior a 2. Densidad del material laterítico inferior a
3.4 g/cm3.
3.4 g/cm3.
3. Fase de goethita en buena cantidad (mayor 3. Fase de goethita en mediana cantidad
de un 65%), con buena cristalinidad.
(58% a 62%), con baja cristalinidad.
4. Buena cantidad de minerales de óxidos de 4. Los minerales de Fe, Al y Mn no son
hierro (espinelas y hematites), Mn (asbolanas) significativos.
y de Al (gibsita).
5. Horizonte de concreciones ferruginosas 5. Horizonte de concreciones ferruginosas no
bien definido (3 m a 5 m de potencia).
bien definido (1 m a 2 m de potencia).
6. Poca cantidad de filosilicatos (serpentina, 6. Es significativa la presencia de los
nepouita, clorita) en el material laterítico.
filosilicatos en el material laterítico.
7. Presencia normal de cuarzo, serpentina y 7. Presencia normal de cuarzo, son
poca clorita.
significativas las fases de serpentina y clorita.
�Anexo 38: Estado actual de la información primaria del yacimiento Punta Gorda de la
empresa Ernesto Che Guevara.
a. Geográficas
La información geográfica puede considerarse completa y con la calidad suficiente para
realizar los trabajos mineros. Se tienen los mapas geográficos a diferentes escalas tanto
en coordenadas locales como en coordenadas nacionales; no se utilizan sistemas GIS
automatizados lo cuales garantizarían una excelente organización de esta información y
establecería una relación mas eficiente con otras esferas informativas. Sin embargo, en
estos momento se valora la introducción, a través de la oficina INTERFAZ del MES, de
estos sistemas en el trabajo de la Unión del Níquel.
b. Topografía
La información topográfica básica presentada en tablas y planchetas está completa y
actualizada gracias a diversos estudios realizados (1:10000; 1:5000, 1:2000, 1:500) [10,
153] y al trabajo diario que se realiza con estos fines, pero se presentan problemas con
la calidad de la misma ya que aparecen frecuentes errores en los registros de las bocas
de los pozos debido principalmente a deficiencias técnicas en el trabajo topográfico [10]
y al transcribir los datos; además en ocasiones se han producido pérdidas de las
señalizaciones, monumentos y de información. De cierta manera estos problemas son
resueltos debido a que se conservan registros de los techos y fondos de la minería
realizada en cada uno de los pozos. En las tres empresas en explotación se tienen
equipos modernos de topografía que permiten automatizar en gran medida este trabajo
(en el caso de la empresa Ernesto Che Guevara, no se está usando actualmente por
presentar defectos de fabricación); los topógrafos encargados están capacitados para
desarrollar sus labores pero precisan de actualización técnica [10]. En todos los casos
se realizan esfuerzos por automatizar la relación entre el trabajo topográfico y la
planificación y control de los trabajos de desbroce, destape, extracción y rehabilitación
pero se presentan dificultades con la disciplina en el cumplimiento del organigrama de
trabajo lo cual impide la imprescindible actualización constante de los datos topográficos.
Se han desarrollado exhaustivas investigaciones para disminuir los errores referentes a
las mediciones topográficas y se han propuesto metodologías para la práctica de estas
tareas [10]. No se utilizan sistemas automatizados GPS lo cual impide la implantación
de sistemas integrales en la planificación y controles de los procesos extractivos [110].
Los modelos de superficies topográficas que se obtienen se basan en interpolación lineal
por triangulización y en el método de inverso del cuadrado de la distancia (empleados
manualmente y mediante el software SURFER [147]) y en otros métodos aún mas
complejos [10] y en ninguno de los casos se hacen valoraciones prácticas de los errores
cometidos en las mediciones y estimaciones.
c. Físicas
No todas las propiedades físicas mas conocidas para los minerales (exfoliación, partición,
fractura, dureza o rayabilidad, tenacidad, peso específico, masa volumétrica, brillo, color,
luminiscencia, termoluminiscencia, triboluminiscencia, piezoelectricidad, piroelectricidad,
magnetismo, características organolépticas (sabor, olor, tacto y audición), transparencia,
elasticidad,
ductilidad,
radioactividad,
solubilidad,
fusibilidad,
fluorescencia,
opalescencia, iridiscencia, asterismo, refracción, conductividad, humedad natural,
granulometría, etc [21,41,119]), se han medido en las redes de exploración y explotación
y solo en casos de investigaciones aisladas se han determinado la humedad natural,
color, peso específico y granulometría y otras pocas propiedades que permiten definir el
horizonte litológico clásico de la corteza de intemperismo del cual hoy en día no se
tienen planos verticales u horizontales. La humedad, la masa volumétrica húmeda y
seca, el coeficiente de disgregación y la clase litológica son las propiedades medidas en
intervalos de 1 m en los pozos de exploración y en los pozos criollos las cuales se
presentan en las libretas de campos de los archivos. Sin embargo, en los archivos
oficiales en papel y computacionales que se tienen de los pozos de exploración no
se encuentran los datos de clasificación litológica por intervalo de medición.
Es indiscutible que tiene que existir Ni y Co en la materia prima que se procesa para la
extracción de estos elementos, pero hay que resaltar la importancia que revisten las
propiedades físicas en las actividades de preparación previa que se da al mineral antes
de enviarlo al proceso metalúrgico, a modo de ejemplos, se puede mencionar las
siguientes citas:
1. “Puede constituir una revolución para la industria del níquel la utilización del mineral
según fracciones granulométricas...” (Conclusión No 12, [132]).
�2. “Profundizar las investigaciones mineralógicas, experimentando el esquema óptimo
según clases granulométricas, intensidad del campo magnético, etc., y separar
fracciones monominerales...” (Recomendación No 5 [132]).
3. “El contraste en las propiedades físicas que se manifiesta en las menas lateríticas,
hace posible su beneficio. Con la inclusión de variantes de esquemas tecnológicos en
la preparación de la mena para la tecnología húmeda, que contemplen operaciones
de clasificación - separación magnética - beneficio gravimétrico, se garantiza la
calidad de la mena, al separar y/o concentrar componentes y fases minerales,
propiciando su uso más racional.” (Conclusión No 1, [66]).
4. “En la separación gravimétrica resulta como propiedad de separación fundamental el
diámetro de las partículas y no la densidad de estas, motivado por el gran contraste
en el tamaño de las partículas de las principales fases minerales ( goethita, gibsita,
serpentina, etc. ).” (Conclusión No 2, [66]).
5. “En la sedimentación de las pulpas de mineral laterítico de la Pedro Soto Alba, Moa
Nickel S.A influyen más de un factor, en particular la composición química,
granulométrica y mineralógica que actúan como un sistema mejorando las
condiciones de sedimentación...”(Conclusión No 2 [18]).
6. “En el trabajo, experimentalmente se determinó la velocidad crítica en función de la
densidad, las pérdidas específicas de presión en función de la concentración y la
velocidad media del flujo de las hidromezclas de serpentinita dura en tubería de 100
mm y concentraciones másicas de 20 %. Al mismo tiempo se obtuvieron las
características físico - mecánicas de la serpentinita dura y sus hidromezclas
indispensables para el cálculo de una instalación de hidrotransporte.”(Conclusión No
4 [145]).
En sentido general se conoce que [66] las principales fases mineralógicas que
constituyen las menas lateríticas son: Goethita que contiene del 58 al 78 % del níquel
presente en las lateritas , en la maghemita y magnetita se distribuye del 15 al 25 % y en
las asbolanas la presencia de níquel está entre 12 y 17 %. El cobalto se distribuye del 80
al 90 % en las asbolanas, del 10 al 20 % en la maghemita y magnetita, y en unidades de
% en la goethita. El aluminio se encuentra en gibbsita, goethita y las espinelas
fundamentalmente El magnesio se encuentra principalmente en la serpentina alterada y
en la serpentina dura caracterizadas por la presencia de serpentina junto a cual se
encuentran en menores cantidades goethita, olivino y enstatita. En cada uno de los dos
procesos que se utilizan actualmente en las tres plantas cubanas algunas de estas fases
minerales son consideradas, por sus propiedades y contenidos de los diferentes
elementos, como positivas, otras nocivas y otras inertes por lo que la mejoría de la
eficiencia del proceso metalúrgico depende en gran medida en estos momentos de los
procesos de transporte, mezcla, homogeneización y beneficio en general para la
separación del mineral en sus diferentes componentes de manera que al proceso
metalúrgico llegue una mezcla con la composición más adecuada posible.
Mención especial merecen los estudios geofísicos que se han realizado y se realizan
[33,62,67,146,152] sobre los cuales se cifran grandes esperanzas debido a que los
resultados de los trabajos realizados muestran que ya es una realidad la actividad
conjunta de geofísicos, geólogos y mineros para obtener modelos y metodologías de
aplicación directa a la producción sobre todo en problemas tan difíciles como la
determinación aproximada de planos del fondo del mineral y la determinación de
intercalaciones y espesores de diferentes estratos de la corteza de intemperismo.
d. Químicas
La composición química, humedad cristalográfica y el intercambio iónico son las tres
principales propiedades químicas que se han considerado en los materiales lateríticos
sin embargo la composición química y la interacción de los elementos positivos para los
procesos metalúrgicos actuales: Ni, Fe y Co y de los negativos Mg, Al, etc., han sido
históricamente las cuestiones mas estudiadas. Tal vez, la causa por la cual se
concentraron los mayores esfuerzos en los análisis químicos de los minerales haya sido
que, en cierto momento, no estaba bien estudiada la relación entre algunas propiedades
físicas de las partículas que facilitaban o obstruían la extracción del Ni y el Co en los
procesos metalúrgicos.
A continuación haremos un somero análisis crítico del modo en que se han obtenido los
resultados de los análisis químicos que hoy están disponibles como datos. Según [135],
entre los años 1980 y 1988 se procesaron 4000 muestras como promedio mensual,
alcanzándose hasta 7000 muestras en algunos de estos períodos. Las perforaciones se
realizaron con barrena helicoidal para la parte friable del material con diámetro no mayor
�de 135 mm y corona con tubo portatestigo para la roca del basamento, lo cual debió
garantizar una adecuada calidad de la toma de las muestras. No debe dejar de
considerarse que el volumen del trabajo realizado y la intensidad del mismo puede haber
introducido una cierta cantidad de errores en los resultados registrados, tal como se ha
opinado [135].
Las redes de exploración se determinaron empíricamente [135], en opinión de este autor
[135), página 41, ‘La suficiencia de estas redes para caracterizar el mineral lo ha
demostrado la práctica de más de 45 años de trabajo en estos yacimientos; aunque no
son en todos los casos las óptimas”.
Este tema ha sido estudiado desde diferentes puntos de vista [24,98] y aún en la actualidad
constituye un importante tema de investigación [79] y donde además se proyecta un
tema de investigación conjunto entre el ISMM de Moa y la Oficina Nacional de Recursos
Minerales.
Otras opiniones que podrían mencionarse sobre los detalles técnicos del desarrollo del
muestreo geoquímico realizado en estos yacimientos puede ser visto en [98,153].
e. Hidrológicas e hidrogeológicos.
Los estudios hidrológicos realizados en estos yacimientos se han desarrollado con gran
detalle y son bien conocidos los arroyos, ríos y depósitos de aguas superficiales.
Durante el desarrollo de la red de exploración y de la red de pozos criollos se estudiaron
la acuosidad de las rocas, la interacción de las aguas superficiales y subterráneas, las
características artesianas o freáticas del acuífero, niveles de agua subterránea de cada
pozo para la posible confección de mapas de hidroisohipsas y conocer el nivel de
inundación de las menas determinando las oscilaciones de los niveles mediante el
estudio del régimen de las aguas subterráneas. En el caso del yacimiento Punta Gorda
se desarrolló un estudio hidrogeológico y un proyecto ejecutivo de drenaje que mantiene
totalmente actualizada la información en este sentido [20,47].
f. Climáticas
Los estudios climáticos de la zona han dejado bien definidos las características de esta
zona y se presentan mediante descripciones. El clima de la región es tropical
caracterizado por una temperatura media anual de 25o C, y dos períodos de lluvias en el
año (Mayo - Junio y Octubre - Enero) y dos períodos de seca (Febrero - Abril y Julio Septiembre). La cantidad media anual de precipitaciones es de 2500 mm, teniendo en
verano un carácter de aguaceros y en invierno estas precipitaciones son más continuas,
en forma de lloviznas generalmente densas. La humedad relativa del aire como
promedio es de 79% y en los períodos lluviosos aumenta a 82-85%.
g. Biológicas
La vegetación y la fauna de la zona del nordeste de Holguín ha sido estudiada de
manera exhaustiva y también se presentan mediante descripciones como la que sigue.
La vegetación depende de la cubierta vegetal y de la orografía. En las superficies planas,
cubiertas por lateritas; crecen bosques de pinos poco tupidos. Para las montañas tanto en
las lomas como en las divisorias de las aguas son características las malezas tropicales
tupidas entrelazadas. Más cerca del litoral podemos observar grandes áreas cubiertas de
mangles y en los valles y arroyos crece la palma real que junto a la yagruma identifica la
región.
En sentido general esta vegetación la podemos dividir en cuatro formaciones, que se
disponen de la siguiente forma del mar hacia la tierra:
1. Manglares.
2. Matorral xeromorfo subespinoso (Charrascal).
3. Pinar.
4. Pluviselvas.
El manglar se encuentra en suelo cenagoso y el mismo se adentra hacia la tierra por las
márgenes de los ríos, es aparentemente uniforme con gran dominio del mangle rojo.
El matorral xeromorfo subespinoso (Charrascal) aparece en el suelo fisolítico pardo rojizo
(derivado de la serpentina). El mismo se caracteriza por presentar arbustos microjilicos,
espinosos, con árboles emergentes y herbacios emergentes.
La vegetación endémica resulta notable, calculándose más de 70 variedades de plantas
cuyos valores, tal vez, no han sido suficientemente explorados. Entre los principales
cultivos del hombre sobresalen los forestales, café y cacao. En la actualidad en el
territorio se adoptó la variante de zeopónicos y organopónicos como métodos modernos
de cosechar las hortalizas para el abastecimiento local.
La región de estudio presenta una mediana densidad de animales endémicos y dentro
de la distribución de especie de animales notables se pueden encontrar: el murciélago
�mariposa (natalus lepidus) y entre los insectos el papilo de gudianch (blatus
gudiachianus), la avellanada (phaelsis avellanada).
Además de estas especies notables se presentan los animales de los bosques claros y
de pequeños arbustos como son: hormigas, arañas, cucarachas, lagartos, escarabajos y
ciempiés. También se pueden encontrar especie de aves silvestres como zunzún y
paloma.
h. Ecológicas
“Geological indicators of rapid environmental change provide a conceptual framework for
assessing changes in the abiotic components of landscape and ecosystems resulting
from natural processes or human action. The application of geoindicators to monitoring of
landscape conditions, particularly in state-of-the-environment reporting and long-term
ecosystem research, can help earth scientists to contribute more effectively to these
interdisciplinary efforts. Geoindicators may also help to remind policymakers and the
general public of the reality of natural change and the common difficulty of distinguishing
it from human modifications.” [12].
O sea:
“Los indicadores geológicos de rápido cambio ambiental proveen de una armazón
conceptual para evaluar cambios en los componentes abióticos del paisaje y de los
ecosistemas, resultados de procesos naturales o de la acción humana. La aplicación de
geoindicadores para supervisar las condiciones del paisaje, particularmente en informes
del estado del ambiente y en la investigación a largo plazo del ecosistema, puede ayudar
a científicos que estudian las ciencias de la tierra a que contribuyan más efectivamente a
estos esfuerzos interdisciplinarios. Los geoindicadores ayudarían también a recordar
políticas y al público general, la realidad de los cambios naturales y la dificultad común
de distinguirlo de las modificaciones humanas.”
Esta debe ser la forma de precisar en la industria minera la información ecológica:
búsqueda de los indicadores y evaluación de los mismos. En este sentido puede verse el
anexo 2 que contiene las reflexiones de este autor según los detalles de las últimas
valoraciones realizadas sobre este tema en las industrias de Moa.
Un tipo de información ecológica que consideramos que debería estar incluido dentro de la
que se contempla en la industria minera es la relacionada con la Protección e Higiene
del Trabajo Minero, ya que debe considerarse al hombre como parte temporal (en el
sentido particular de una persona determinada) y permanente del ecosistema. Para los
detalles sobre este aspecto puede verse el anexo 1 que recoge el tratamiento que
actualmente se le da a esta información en la minería niquelífera.
i. Geológicas
El estudio geológico de la zona del yacimiento Punta Gorda es uno de los temas mas
controvertidos en estos momentos; esta afirmación se basa en el hecho de que
exploraciones de campo recientemente realizadas por parte de los Ingenieros Geólogos,
Dictinio De Dios Leyva, de la empresa Ernesto Che Guevara, el Dr.C. Roberto Díaz y el
Dr.C. Felix Quintas Caballeros (estos últimos del ISMM de Moa) han mostrado la
existencia de inexactitudes y omisiones en el plano geológico que se acepta de manera
oficial en la empresa [46]. Esto ya es en la actualidad el contenido de una propuesta de
proyecto de investigación que deberá subsanar las deficiencias detectadas.
Por otra parte la ausencia de la continuidad de un estudio sistemático de las características
litológicas de los yacimientos (tal como hemos mencionado en 1.3, página 9) y de las
propiedades físicas mencionadas en el inciso c de este anexo, ha provocado que la
actividad minera se base fundamentalmente en la información geoquímica y en un alto
nivel de operatividad que, queramos admitirlo o no, implica eventualmente un alto nivel
de improvisación.
Los archivos con los resultados del cálculo de recursos realizadas por la Empresa
Geominera de Oriente, hasta hace poco tiempo se han tenido solo en soporte de papel y
con formatos diferentes para libros diferentes lo cual hacía engorroso su manejo.
j. Mineras
La información minera disponible pudiera clasificarse en:
1. Relacionado con la ejecución y mantenimiento de los caminos.
2. Relacionada con la ejecución del desbroce y el destino del material removido.
3. Relacionada con la ejecución del destape, calidad del escombro y destino selectivo
de este material.
4. Relacionada con la extracción del mineral, calidad del mismo y destino selectivo del
mismo.
5. Control por pozos, bloques y zonas de la minería realizada.
�6.
7.
8.
9.
Control de la minería realizada por equipamiento de extracción y transporte.
Control de la minería realizada por períodos de tiempo.
Control del material almacenado en ‘jabas’ y almacenes.
Control de la aparición se situaciones anómalas no previstas en los sistemas de
pronósticos y planificación.
Esta información minera puede considerarse, en general, con una calidad sobresaliente
debido a que se conservan registros sistemáticos completos de los ocho primeros aspectos
mencionados a partir del año 1985, cuando comenzó la producción de la planta.
El problema más agudo se presenta con el hecho de que no se almacena sistemáticamente
la determinación de reservas que se realiza en la mina.
�Anexo 39: Consideraciones sobre la complejidad de la modelación de propiedades
geoquímicas en los yacimientos lateríticos.
Sin perder generalidad, tomemos para la discusión que sigue la propiedad ‘% de Ni del
mineral’, y abusando del lenguaje, para simplificar, le llamaremos ‘Ni’.
Si tomamos una zona de trabajo de medidas tales como las que usamos usualmente para un
pozo de exploración en el yacimiento Punta Gorda, observaremos que el Ni tiene un
comportamiento variable y desconocido pero que su distribución espacial es real. Si este
bloque tuviera 20 m de altura entonces se tendría un volumen de algo mas de 22222 m3, si se
realizan 9 perforaciones por el método usual, de cada metro vertical de muestra, después de
los procedimientos de preparación de muestras, para el análisis en el laboratorio se toma 1 g
para determinar el Ni promedio que contiene el mineral en ese metro [153] y de ese valor se
infiere el Ni promedio que tiene cierta zona cercana al sitio donde se tomó la muestra. O sea
que los análisis de 180 g determinan los datos para caracterizar la distribución espacial del Ni
en el pozo (esto reafirma una vez mas la importancia de la fiabilidad de los datos).
Si se perforó con barrenas de 135 mm de diámetro se tiene una muestra con un volumen total
de 0.2863 m3 por pozo y 2.5765 m3 para los 9 pozos que representa un 0.0116% del volumen
del pozo lo cual indica por si solo bastante poca representatividad.
Siguiendo las ideas de [153] si la masa volumétrica media del pozo fuera 1.15 t/m3, entonces el
pozo tendría una masa de aproximadamente 25550 t (de la cual 180 g representa un
porcentaje muy pequeño) y hay que tomar, a partir del modelo creado, decisiones sobre el
destino de diferentes partes del material del pozo, sobre la forma más racional de mezclar el
mineral de este pozo con los de otros pozos para lograr en períodos cortos de tiempo (8 horas)
flujos estables (por sus volúmenes y calidades) hacia la planta y además hacer todo esto
tratando de explotar al máximo el yacimiento y el equipamiento, preparados ante las
contingencias de la naturaleza y al mismo dañándola lo menos posible. No es difícil entender
la complejidad de acometer semejante modelación si además observamos que las tendencias
del comportamiento del Ni en un pozo pueden tener formas como la que sigue:
Figura A39.1
�Anexo 40: Ilustración de la esencia de los métodos de modelación
Figura A40.1
Veamos primero el caso de corteza considerada MADURA.
Nótese que hay intervalos de diferentes longitudes en los pozos por lo cual es conveniente
estimar valores de W para intervalos de la misma longitud que en este caso la tomaremos con
valor 1. Además nivelaremos todos los pozos a la altura Z=0 por lo cual, para cada pozo queda
establecida una ecuación de transformación, y los nuevos valores se tienen en la siguiente
tabla:
Tabla A40.1
Pozo Cota Pozo 1
Pozo 2 Pozo 3
1
0
1.23
1.02
1.15
2
-1
0.98
1.12
1.21 *
3
-2
1.19
1.26 *
1.36 *
...
...
...
...
...
Los valores con asteriscos han sido estimados.
Las ecuaciones para transformar las cotas en cada pozo han quedado establecidas según las
cotas de la boca del pozo, en este ejemplo:
Pozo 1 : Zn = Z - 59.8
Pozo 2 : Zn = Z - 59.6
Pozo 3 : Zn = Z - 59.45
Recordemos que los valores por debajo de piso real de cada pozo, si es necesario, se
extrapolan con valor 0.
A partir de esta nueva red se crea el spline tridimensional que permite las nuevas estimaciones
usando las ecuaciones de traslación.
Para las cortezas MEDIANAMENTE MADURAS, deberemos crear una red de nivelación a
partir del entero mayor o igual que la cota del pozo cuya boca esté a mayor altura y hasta el
menor valor de cota entre todos los pozos. Supongamos que en este caso es el pozo 1 el que
tiene mayor cota. El valor entero que es mayor o igual que 59.8 es 60, por tanto nivelaremos
según esta cota. Los valores de W para el pozo 1 se estiman por interpolación lineal para
60,59,58,... hasta el menor valor (recordemos que si hay que extrapolar entonces se asume el
valor 0). Guardamos la ecuación de traslación Zn = Z + 0.
En el pozo 2 estimamos previamente mediante interpolación lineal una red vertical cuyos
intervalos sean todos de la misma longitud y sobre valores enteros. Puesto que este pozo
comienza en la cota 59.6 entonces referimos la cota 60. Guardamos la ecuación de traslación
Zn = Z + 0.
Lo mismo hacemos para el pozo 3.
Supongamos que se tiene el pozo 4 el cual comienza en la cota 57.7; debemos estimar los
valores de un pozo con intervalos de la misma longitud pero en valores enteros, en este caso
sería 58,57,... y después de terminar trasladamos los valores a la cota de nivelación Z=60 y se
guarda la ecuación de traslación Zn = Z + 2.
�Con los nuevos datos, ilustrados en la siguiente tabla:
Tabla A40.2
Pozo Cota Pozo 1
Pozo 2 Pozo 3 Pozo 4
1
60
1.21 *
1.01 *
1.13 *
1.17 *
2
59
0.99 *
1.08 *
1.20 *
1.23 *
3
58
1.12 *
1.27 *
1.35 *
1.41 *
...
...
...
...
...
Se construye un spline tridimensional D y evaluando en él a los valores de las posiciones
originales de los puntos (recordando usar las ecuaciones de traslación) se obtienen valores
D(Xi,Yi,Zi). Ahora se crea la tabla de datos de los residuos Vi = Wi - D(Xi,Yi,Zi). Sobre los
valores (Xi,Yi,Zi,Vi) es que se analiza la componente aleatoria.
Recordemos que para evaluar el valor de W en un punto cualquiera (X,Y,Z) se calcula el valor
del spline tridimensional en dicho punto y el kriging puntual y luego se suman los resultados.
La esencia de los métodos de estimación en cada caso puede entenderse a partir del siguiente
gráfico que solo muestra dos dimensiones:
Figura A40.2
�Anexo 41: Relación entre la interpolación lineal y el kriging. (Tomado de [86])
Breve descripción de la Interpolación Lineal
Sean n puntos ( Pi , Yi ) de Rn donde se cumple para los n puntos Pi de Rn-1 .
X
11
...
X
1(n − 1)
1
... X
1
21
2(n − 1)
≠0
.
...
.
.
... X
1
X
n1
n(n − 1)
X
Entonces para cualquier punto P pertenecientes al interior o a la frontera del hipertetraedo de
Rn-1 cuyos vértices son los n puntos Pi se puede obtener el valor interpolado Y en el punto P=
(x1,…xn-1 ) resolviendo el sistema siguiente para obtener los únicos valores de a1,...,an-1,b:
n −1
n −1
∑ a x + b = yj ; j=1,...,n, donde entonces Y = ∑ a X + b
i ij
i
i =1
i =1
A continuación se mostrará que bajo ciertas condiciones, existe una relación entre la
Interpolación Lineal y el caso 3 de Kriging visto en el epígrafe 3.2 y con ello se obtiene también
una estimación del error de interpolación lineal.
Relación General entre el Kriging y la Interpolación Lineal
Consideremos el caso 3 de Kriging (ver anexo 35) para m=n-1, se tienen n puntos de Rn-1, y
tomemos el valor γ ( h ) = h pero asumiendo que h es la distancia definida por:
n −1
∑ x − x , de esta manera:
ik
jk
k =1
n −1
n −1
γ ij = ∑
x −x
y γ = ∑ X
−X .
j
ik
jk
k
jk
k =1
k =1
h ( Pi , Pj ) =
Entonces escribiendo el sistema correspondiente al Kriging para un punto P=(X1,..., Xn-1)
cualquiera, se tiene:
n n −1
n −1
∑ ∑ X − X a + µ = ∑ X − X
ik
jk i
k
jk
i = 1 k = 1
k =1
n
∑ a = 1 para j=1,...,n.
i
i =1
Nótese que el sistema es cuadrado y si tiene solución, por el método de Kramer se obtienen
las n soluciones ai =
D
i
D
Di es un determinante donde la columna de los términos independientes formada por
n −1
n −1
∑ X − X ,..., ∑ X
k
k
1k
k =1
k =1
n −1
∑ X −X
...
1k
1k
k =1
.
.
D = n −1
∑ X −X
...
nk
1k
k =1
....
1
−X
nk
sustituye a la columna i del determinante D.
n.−1
∑ X −X
nk
1k
k =1
.
n −1
∑ X −X
nk
nk
k =1
1
1
.
1
0
�Es significativo que Y=
n
∑ a Y es una función que depende linealmente de los módulos que
i i
i =1
contienen X1,... , Xk y si los módulos pueden ser eliminados, entonces se podrá escribir el
valor estimado como Y=
n −1
∑ C X +d .
i
i
i =1
Puesto que Kriging es un interpolador exacto entonces esta ecuación se satisface para los n
puntos, luego, es la misma que la que se obtiene por Interpolación Lineal.
2
Ilustremos con el caso R
Sean dos puntos de R2 : ( X1,Y1) y (X2,Y2) con X1 ≠ X2.
Kriging:
Y= a1Y1 +a2Y2
d11a1 + d12a2 + µ = d1
d21a1 + d22a2 + µ = d2
a1
a2 + 0u = 1
+
Solución por el método de Kramer (recordando que d11=d22=0):
d
d
1
11 12
D= d
d
1 = d12 + d21 =2d12
21 22
1
1 0
d
d
11 1
d
D2= d
21 2
1
1
1
1 = d1-d2+d12
0
d
1
D1= d
2
1
d
12
d
22
1
d
d
11 12
d
D3= d
21 22
1
1
1
1 = -d1+d2+d12
0
d
1
d = d2*d12+d1*d12-d122
2
1
= d12(d2+d1-d12)
y por tanto a1=
D
1
D
a2=
D
2
D
µ=
D
3
D
Si suponemos X2 > X1 se cumple que X1 ≤ X ≤ X2 y por tanto:
D = 2(X2-X1) D1 = 2(X2-X )
D2 = 2(X-X1 )
D3 = 0, de donde se deduce que
X2 − X
X − X1
y
a2 =
y la ecuación de estimación se escribe :
X 2 − X1
X 2 − X1
X2 − X
X − X1
Y1 +
Y2
Y=
X 2 − X1
X 2 − X1
a1 =
y esta es la ecuación de la recta que pasa por dos puntos que puede escribirse:
Y =
(Y2 − Y1 )
(Y X − Y X )
X + 1 2 2 1 que es la fórmula conocida para la interpolación lineal
( X 2 − X1 )
( X 2 − X1 )
para este caso.
El error de Kriging es σ2 = a1d1 + a2d2 + µ = 2
( X − X )( X − X )
2
1
(X − X )
2
1
Caso de R3
En R3 , aunque no es evidente, se tiene que este método es aplicable directamente para redes
rectangulares ya que las triangulaciones que resultan siempre tienen sus triángulos
rectángulos. Para redes arbitrarias podemos triangulizarlas y definir un variograma γ a partir del
módulo de las diferencias de los valores obtenidos al evaluar dos puntos en el plano dado por
los tres puntos determinados sobre cada triángulo. De esta manera se tiene para el caso que
nos interesa la equivalencia formal entre ambas teorías, lo cual puede extenderse para casos
mas generales con ciertas consideraciones y permitiría obtener fórmulas para estimar los
errores. Este caso reviste particular interés pues permite modelar de una manera sencilla una
superficie topográfica a través de las técnicas de kriging, tomando solo tres puntos y el
variograma mencionado lo cual también permite evaluar los errores de estimación.
�Anexo 42: Media aritmética y desviación estándar del Ni, Fe y Co en los bloques del
yacimiento Punta Gorda según la red de exploración.
Tabla A42.1: Para todo el muestro del Pozo
Bloque Media % Ni D. E. % Ni Media % Fe D. E. % Fe Media % Co D. E. % Co
1
1.31
0.17
43.36
3.4
0.09
0.01
2
1.29
0.3
44.02
6.78
0.12
0.07
3
1.12
0.28
43.48
7.52
0.15
0.08
4
0.99
0.17
46.68
3.27
0.1
0.03
5
1.02
0.2
45.49
5.33
0.14
0.08
6
0.99
0.27
44.26
5.44
0.11
0.08
7
1.18
0.32
44.07
6.74
0.12
0.07
8
1.25
0.48
40.03
13.32
0.09
0.07
9
1.22
0.39
38.69
12.01
0.09
0.06
10
1.23
0.17
37.65
6.68
0.09
0.02
11
1.01
0.28
41.85
8.42
0.11
0.07
12
1.23
0.37
39.87
10.41
0.1
0.06
13
1.15
0.43
39.01
14.24
0.09
0.08
14
1.24
0.41
44.73
8.94
0.1
0.08
15
1.19
0.4
41.79
10.93
0.1
0.08
16
1.21
0.36
38.25
12.24
0.09
0.07
17
0.8
0.17
42.84
6.76
0.1
0.05
18
0.85
0.29
35.96
11.43
0.07
0.05
19
0.7
0.32
30.45
11.61
0.06
0.04
20
0.54
0.27
19.31
7.28
0.04
0.02
21
0.87
0.25
34.29
8.59
0.06
0.02
22
1.33
0.38
38.49
11.33
0.1
0.06
23
1.3
0.49
38.77
12.17
0.09
0.07
24
1.36
0.38
34.02
14.19
0.08
0.05
25
1.18
0.48
36.78
12.95
0.07
0.06
26
1.21
0.46
42.11
10.05
0.08
0.05
27
1.1
0.43
43.09
9.61
0.08
0.05
28
1.15
0.47
39.2
12.13
0.08
0.07
29
0.88
0.45
42.18
8.71
0.08
0.06
30
0.67
0.36
40.27
9.89
0.07
0.06
31
0.71
0.33
40.46
7.94
0.07
0.05
32
0.76
0.35
33.01
9.94
0.07
0.04
33
0.73
0.22
32.23
8.98
0.07
0.03
34
1.23
0.29
36.14
9.52
0.08
0.03
35
1.22
0.51
37.66
12.07
0.08
0.07
36
1.46
0.52
29.1
13.64
0.06
0.05
37
1.06
0.44
32.21
13.16
0.06
0.05
38
0.96
0.39
35.98
11.92
0.08
0.05
39
0.99
0.39
42.53
8.7
0.09
0.06
40
1.12
0.53
35.54
13.85
0.08
0.06
41
0.99
0.54
39.07
11.73
0.08
0.06
42
0.62
0.43
37.06
11.49
0.06
0.05
43
0.69
0.47
37.1
10.29
0.08
0.05
44
0.76
0.27
32.51
10.46
0.07
0.04
45
0.69
0.2
34.97
8.59
0.07
0.04
46
1.11
0.44
36
10.07
0.07
0.05
47
1.07
0.52
38.75
9.74
0.08
0.06
48
1.13
0.39
36.28
10.4
0.07
0.04
49
1.08
0.47
38.04
10.28
0.07
0.05
50
1.03
0.52
39.41
10.84
0.08
0.04
�51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
Medias
1.01
1.04
0.94
0.58
0.46
0.43
0.65
0.91
0.92
1.02
1.11
1.02
1.03
1.08
1.04
0.55
0.61
0.55
0.84
0.89
1.03
1.05
1.04
0.97
1.01
0.95
0.86
0.88
1.14
1.09
0.89
0.76
0.6
1.05
1.11
0.64
0.65
0.52
0.965
0.43
0.48
0.48
0.45
0.4
0.23
0.28
0.42
0.47
0.39
0.46
0.48
0.46
0.57
0.6
0.38
0.48
0.31
0.33
0.43
0.43
0.46
0.44
0.48
0.62
0.55
0.44
0.39
0.5
0.46
0.49
0.42
0.35
0.58
0.54
0.35
0.32
0.27
0.398
39.86
41.41
41.1
35.08
31.63
22.45
32.92
40.12
39.42
37.44
37.48
36.89
39.43
40.42
37.08
31.8
33.5
33.16
38.64
39.73
35.86
28.39
36.5
36.91
36.77
34.69
37.64
32.63
37.06
41.51
30.96
30.56
29.04
33.59
34.1
27.75
33.65
31.39
36.973
9.46
10.26
10.9
9.83
10.7
10.39
10.71
8.8
9.13
10.55
10.2
10.76
10.09
9.89
11.84
9.55
9.01
7.79
8.17
9.09
11.36
14.59
12.01
11.55
10.21
9.31
9.01
12.54
11.25
10.04
12.55
11.88
10.8
13.57
11.79
11.64
9.72
9.58
10.188
0.08
0.09
0.09
0.07
0.05
0.04
0.07
0.06
0.07
0.08
0.08
0.08
0.09
0.08
0.08
0.06
0.06
0.06
0.05
0.07
0.07
0.06
0.09
0.07
0.07
0.06
0.05
0.05
0.07
0.09
0.06
0.06
0.04
0.06
0.07
0.05
0.06
0.05
0.077
0.04
0.05
0.06
0.05
0.04
0.03
0.04
0.04
0.05
0.05
0.06
0.05
0.05
0.04
0.04
0.04
0.04
0.03
0.02
0.04
0.05
0.06
0.06
0.04
0.03
0.02
0.03
0.04
0.06
0.06
0.03
0.03
0.02
0.06
0.05
0.03
0.04
0.03
0.049
�Tabla A42.2: Medias aritméticas para todo el LB+SB sin considerar las intercalaciones
Bloque Potencia % Ni
% Fe
% Co
1
1.95 1.4552 45.4244 0.102
2
8.09 1.4686 45.6063 0.1398
3
7.81 1.3565 44.6735 0.1584
4
2.01 1.144 47.8877 0.1256
5
5.05 1.1617 46.9838 0.1659
6
7 1.2487 46.1356 0.1384
7
7.86 1.4175 44.9703 0.1393
8
17.48 1.474 43.0038 0.1144
9
8.03 1.479 40.0212 0.1148
10
2.39 1.3587 39.4424 0.0879
11
6.56 1.2531 43.3425 0.1379
12
8.77 1.4618 40.9239 0.1215
13
13.66 1.4019 43.2132 0.1162
14
22.67 1.3902 45.3485 0.115
15
16.4 1.3686 44.0592 0.1164
16
12.03
1.39 42.2631 0.1046
17
1.62 1.0203 47.1666 0.1182
18
5.31 1.1965 38.9657 0.1129
19
4.03 1.1784 38.6323 0.1021
20
2.17 1.1703 28.4662 0.059
21
1.89 1.1659 36.4017 0.066
22
8.63 1.5166 38.8282 0.1167
23
14.7 1.538 40.8148 0.1144
24
9.55 1.5368 37.3888 0.0951
25
15 1.434 38.9072 0.094
26
16.45 1.4196 42.2562 0.0979
27
14.89 1.3529 43.4292 0.0974
28
17.06 1.4375 41.1572 0.1029
29
10.1 1.331 41.5045 0.1156
30
5.52 1.2452 39.2492 0.1188
31
5.57 1.2432 40.5811 0.1169
32
5.35 1.2197 37.9961 0.1002
33
2.32 1.1307 38.626
0.09
34
5.29 1.411 35.5109 0.0817
35
16.52 1.512 38.9582 0.1077
36
11.15 1.6747 33.5606 0.0867
37
10.34 1.3778 33.6973 0.0841
38
10.61 1.2774 34.7644 0.0853
39
10.66 1.2964 42.2544 0.1127
40
17.22 1.4889 36.598 0.0918
41
12.01 1.5076 37.213 0.0913
42
3.71 1.3916 34.7858 0.0955
43
5.98 1.4326 40.0481 0.1147
44
4.07 1.212 38.4155 0.1007
45
1.93 1.0478 39.7975 0.0905
46
10 1.4699 36.8759 0.1085
47
12 1.4507 38.3559 0.1117
48
7.14 1.3893 37.6885 0.0997
49
10.66 1.3757 39.392 0.0978
50
12.65 1.4212 39.3611 0.0969
51
10.6 1.3523 40.3779 0.0939
52
11.3 1.3785 41.1449 0.104
�53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
Media
D. E.
9.33
3.39
2.07
1.12
2.47
7.17
7.55
7.07
10.45
10.6
10.6
11.66
8.94
3
4.33
1.87
5.77
6.77
6.94
10.18
8.07
7.17
8.13
7.77
7.21
5.35
8.9
8.38
6.24
5.39
3.27
6.48
9.17
3.14
2.98
2.1
7.986
4.510
1.3833
1.4016
1.3759
1.054
1.124
1.3861
1.3926
1.3664
1.3826
1.3387
1.3472
1.4583
1.5507
1.3512
1.3518
1.165
1.2768
1.3488
1.4121
1.3962
1.3815
1.3739
1.5561
1.5299
1.409
1.3757
1.5142
1.4453
1.3987
1.2882
1.3051
1.6212
1.5407
1.2244
1.2413
1.1317
1.359
0.131
39.6468
34.7583
32.1492
34.3194
39.3784
36.6699
36.8533
37.1266
38.4848
39.0779
40.2475
39.9995
36.6626
29.0701
34.0677
34.3508
33.4223
37.2166
35.5018
34.1657
39.0563
36.8815
36.5562
35.0598
35.1879
31.7898
36.9699
40.607
32.6362
29.7901
25.7004
31.3625
35.0605
22.9122
29.2955
29.493
38.000
4.808
0.1022
0.0927
0.0879
0.0866
0.1054
0.1052
0.0988
0.1018
0.1038
0.0955
0.1028
0.0944
0.0872
0.0777
0.0806
0.0777
0.0613
0.0845
0.099
0.0809
0.1048
0.09
0.0742
0.0725
0.0644
0.076
0.0884
0.1082
0.0745
0.0724
0.0492
0.0941
0.0811
0.0487
0.0835
0.0781
0.098
0.021
�Anexo 43: Ejemplo de plan detallado para el desbroce y el destape.
Aclaraciones:
Las notaciones usadas son las siguientes:
O-E : Oeste - Este.
S-N : Sur - Norte
Pot.: Potencia.
Vol.: Volumen.
Esc-? : Escombrera número ?.
Los datos son ficticios y en este caso se está calculando el volumen por el método de zona de
influencia sobre una red de intervalos horizontales de 10 m y verticales de aproximadamente 1
m de longitud.
Area Coordenada Desbroce
Destape
_
O-E S-N Cota Pot. Vol. Destino Cota Pot. Vol %Ni %Fe %Co Destino Día Turno
1 5 5 62 1.2 1200 Esc-1 50.8 3 3000 0.7 40 0.06 Esc-3 3/12 1
5 15 - - - 52.6 2 2000 0.26 41.3 0.11 Dique
50.6 2 2000 0.63 37.8 0.09 Esc-3
..................................................................................
5 45 54 1 1000 Esc-1 53 3 3000 0.54 43.2 0.012 Esc-3 3/12 1
____________________________________________________________________________
______
Total del Turno
12300
18400
____________________________________________________________________________
_______
10 5 61 1 1000 Esc-1 50 3 3000 0.54 42.1 0.103 Esc-3 3/12
10 15 53.8 1 1000 Esc-1 52.8 3 3000 0.43 40.6 0.101 Esc-2
..................................................................................
10 45 52 1 1000 Esc-1 - - - - - - - 3/12 2
2
____________________________________________________________________________
______
Total del Turno
11800
18900
____________________________________________________________________________
_______
.
.
.
Resumen del Area
Volumen de Desbroce: 52700
Volumen de Destape : 103450
Nota Aclaratoria:
Las coordenadas, cotas y potencias se dan en m.
Los volúmenes se dan en m3.
El Día se da en la notación Día/Mes.
�Anexo 44: Diálogos para la determinación de las reservas de mena por pozos
Esta es una tarea esencial para lograr desarrollar la planificación de la minería pues se define
que parte del material se convertirá en escombro y cual en mineral. El diálogo es el siguiente:
Figura A44.1
Se comienza por escribir el nombre del bloque, buscar las masas volumétricas y precisar los
cut-off pedidos. A continuación se oprime COMENZAR EL CALCULO y aparece la ventana:
Figura A44.2
Con Click Derecho en uno de los pozos se marca o desmarca el pozo para el trabajo de
análisis de 7 variantes.
Si ejecutamos OBTENER 7 VARIANTES se presenta la siguiente ventana:
�Figura A44.3
El trabajo de SALVAR, GRAFICAR y EDITAR se realiza según la variante ACEPTAR la cual
se define en el 'radiogroup' superior. Al editar la variante aceptar se obtiene la variante 7 o sea
la variante MANUAL. Al editar la variante ACEPTAR se tiene el siguiente diálogo:
Figura A44.4
El botón SOBRE LAS AREAS describe el significado de Area1,...,Area9.
Si ejecutamos Click Izquierdo en uno de los pozos se obtiene información precisa del pozo en
la variante ACEPTAR:
Figura A44.5
�Con Click Derecho se pasa al diálogo de definición manual de las cotas:
Figura A44.6
Al salir veremos que el botón METAL POR VARIANTES informa la cantidad de Ni, Fe y Co que
se pueden obtener con cada una de las variantes.
�Anexo 45 : Sobre los conceptos de Recursos y Reservas
Estos dos conceptos han sido en el pasado reciente motivo de análisis mundial en aras de
lograr una unificación o al menos una equivalencia entre los diferentes modos de expresar la
cantidad y cantidad de mineral de un depósito y la cantidad y calidad del mineral del depósito
aprovechable industrialmente.
En Cuba, mediante la norma ramal NR 02 -55-75-1982 “Minerales Utiles y Sólidos:
Clasificación de Reservas” [98] se tienen las siguientes caracterizaciones:
La clasificación se hace en dos sentidos:
1. Por el grado de estudio del depósito:
a. De pronóstico (con tres subcategorías: P1,P2,P3).
b. C2 (error de hasta un 80%).
c. C1 (error de hasta un 40%).
d. B (error de hasta un 20%).
e. A (error de hasta un 10%).
2. Por el valor económico del mineral del depósito:
a. Balanceadas: Corresponden a las exigencias de las condiciones industriales y por tanto
la utilización de dichas reservas es económicamente racional.
b. No balanceadas
En [98] se muestra una tabla comparativa de estas clasificaciones por el grado de estudio con
las de otros países:
Tabla A45.1: (Tomada de Tabla 8.1, [98], Segunda Parte, página 72).
Países Socialistas EE.UU
Inglaterra
Francia
RFA
A
Medidas
Probadas
Ciertas
Seguras
(Measured)
(Proved)
(Certains)
(Sicher)
B
Deducidas
Probables
Probables
Probables
(Indicated)
(Probable)
(Probables)
(Wahrscheinlich)
C1
Señaladas
(Angedentet)
C2
Supuestas
Posibles
Posibles
Supuestas
(Inferred)
(Possibles)
(Possibles)
(Vermuted)
A mediados de la década de los 90 se realizaron estudios que determinaron ciertas
legislaciones que para grupos de países normaron [38] estas clasificaciones o buscaron un
sistema general de clasificación que pudiera servir de lenguaje común a todos los países [114].
En el caso del Código de Australasia para el Reporte de Recursos Minerales Identificados y
Reservas Minerales, se distinguen claramente dos conceptos: Recursos y Reservas Minerales
o de Mena; los Recursos Minerales identifican la presencia de mineral en un sitio, cuantificado
sobre la base de datos geológicos y solamente con un cut-off asumido. El término Reserva
Mineral solo se usa si se ha llevado a cabo un estudio técnico - económico, y los datos
relativos al Recurso Mineral indican la factibilidad potencial y debe establecerse en términos de
tonelaje y calidad minables. En este código se define que los informes de Recursos o Reservas
Minerales solo pueden ser realizados por Personas Competentes (se define quien puede ser
considerado como tal) y se enuncian los criterios para realizar estos informes.
Los Recursos Minerales los clasifican en Inferidos, Indicados y Medidos y presentan
definiciones descriptivas de estas categorías y concluyen que debe ser determinada por la
Persona Competente de acuerdo a los estudios realizados.
Las Reservas de Mena las clasifican en Probadas y Probables (según el documento esta
clasificación depende, desde el punto de vista científico, de que los recursos se consideren
medidos e indicados, respectivamente) y debe ser determinada por la Persona Competente de
acuerdo a los estudios realizados.
En el Marco Internacional de las Naciones Unidas para la Clasificación de Reservas/Recursos
se define Recurso Total como las concentraciones naturales de materias primas minerales de
interés económico que presentan un determinado grado de certidumbre geológica; una
Reserva es la parte económicamente explotable del recurso total, tal como ha sido puesto en
evidencia por la evaluación de la viabilidad minera y el recurso residual es el saldo del recurso
minero que no ha sido identificado como reserva. Se ha propuesto un sistema que tiene en
cuenta tres direcciones con diferentes grados de intensidad:
1. Estudios Geológicos (reconocimiento, prospección, exploración general y exploración
detallada)
2. Estudios de Viabilidad Minera (estudio geológico, estudio de previabilidad minera, estudio
de viabilidad minera con informe de explotación).
�3. Estudios Económicos (Económicamente indeterminado, intrínsecamente económico,
potencialmente económico, económico).
Una opinión muy interesante se da en [73] donde se hace un análisis crítico sobre el uso de la
Geoestadística para la evaluación de recursos y reservas.
A partir de estas direcciones se proponen mediante diferentes combinaciones las formas que
permiten determinar clasificaciones en Reserva Probada, Reserva Probable, Recurso puesto
en evidencia por un estudio de viabilidad minera, recurso puesto en evidencia por un estudio
de previabilidad minera, recurso medido, etc.
En este documento también se hace énfasis en la presencia de una Persona Competente para
realizar la clasificación así como los criterios a tener en cuenta para esto.
En el año 1993 [29] el Centro Nacional del Fondo Geológico define en Cuba por primera vez
las categorías de recursos y reservas, mediante la siguiente estructura:
Figura A45.1
En este caso los recursos económicos posibles se les identificaba como reservas
subeconómicas; los recursos indicados mas los recursos medidos se les llama reservas
demostradas y ya se plantea la relación que existe entre recursos indicados y medidos con
reservas marginalmente económicas y económicas respectivamente.
En Agosto del año 1996 entra en vigor una nueva reglamentación [115] que tiene la siguiente
estructura para los recursos y reservas minerales:
Figura A45.2
De los análisis realizados por la Oficina Nacional de Recursos Minerales, a partir de una
propuesta confeccionada en Mayo de 1998 y de una segunda versión de Septiembre de 1998,
se propuso en Diciembre de 1998 la siguiente “Clasificación de Recursos y Reservas Minerales
Utiles Sólidos” [116]:
Figura A45.3
En este documento se presenta una Guía General para la Clasificación, Cálculo, Estimación y
Control de los Recursos Minerales Sólidos y los Requisitos Generales de la Clasificación de las
Recursos Minerales ‘In Situ’ y de la Clasificación de las Reservas Minerales.
�Para esta investigación se seguirá una notación que atiende a la mencionada en la norma
ramal mencionada al principio de este anexo cuando se haga referencia a los cálculos
realizados en una época anterior a 1993. En estos casos el término Recurso Mineral (según
reconocimiento, prospección, exploración general y exploración detallada) será equivalente a
las Reservas Calculadas por el Grado de estudio del Depósito (tipos C2,C1,B,A,
respectivamente) y Reservas Minerales (con algún tipo de estudio de viabilidad minera y algún
tipo de estudio económico) definirán las Reservas Balanceadas y No Balanceadas.
El concepto de Confirmación de Reservas será entendido cuando se use en citas en el sentido
de la diferencia entre las recursos (antes llamadas reservas) pronosticados a partir de la red de
exploración, aceptados oficialmente por la Oficina Nacional de Recursos Minerales y los
recursos (sean o no sean reservas) enviados al cliente.
En esta investigación, para la época actual, se tendrán en cuenta los conceptos de Recursos
Minerales y Reservas Minerales tal como se expresan en la propuesta de Diciembre de 1998
aunque todavía no está aprobada. Se hará énfasis en que el nivel de estudio técnico económico de los datos relativos al Recurso Mineral que podrá indicar la factibilidad potencial
del minado del mismo y por tanto lo que define la Reserva Mineral, debe ser de tal profundidad
que a partir de él se puedan elaborar planes efectivos de minería de medianos (probables) y
cortos plazos (probadas).
Cuando se use el término Recursos Originales (se usa en la práctica), será equivalente a decir
Recursos Indicados (exploración general) y el término Recursos Recalculados (se usa en la
práctica) será equivalente a Recursos Medidos (exploración detallada).
�Anexo 46 : Tabla de escombros superior e intercalado por bloques en el yacimiento
Punta Gorda
Tabla A46.1
Bloque LB+SB ES
EINI EISI EI=EINI+EISI EI/(LB+SB)
1
1.95
0.2
0
0
0
0.000
2
8.09
0.9
1
0
1
0.124
3
7.81 1.23
1
2.6
3.6
0.461
4
2.01 0.96
1
0
1
0.498
5
5.05 1.46 1.14
2.5
3.64
0.721
6
7 2.75 1.11 2.73
3.84
0.549
7
7.86 1.84
1 3.25
4.25
0.541
8
17.48 4.02
1.6 3.86
5.46
0.312
9
8.03 1.96 1.14 2.93
4.07
0.507
10
2.39 0.12
0
2
2
0.837
11
6.56 1.73 1.13 2.44
3.57
0.544
12
8.77 1.92 1.17 3.92
5.09
0.580
13
13.66 2.11 1.32
5
6.32
0.463
14
22.67 3.81 1.36 3.15
4.51
0.199
15
16.4 3.81 1.44 3.08
4.52
0.276
16
12.03 2.64 1.38 2.58
3.96
0.329
17
1.62 1.19
0
0
0
0.000
18
5.31 3.25
1.5 3.71
5.21
0.981
19
4.03 4.13
1
4.9
5.9
1.464
20
2.17 2.67
1
0
1
0.461
21
1.89 1.47
0
0
0
0.000
22
8.63 1.78 1.08
3.1
4.18
0.484
23
14.7 3.39 1.27 2.73
4
0.272
24
9.55 0.86 1.23
2.3
3.53
0.370
25
15 4.39 1.81
3.9
5.71
0.381
26
16.45
4.8 1.38 2.64
4.02
0.244
27
14.89 5.86 1.26 3.39
4.65
0.312
28
17.06 5.06 1.42 6.47
7.89
0.462
29
10.1 11.04 1.54 3.39
4.93
0.488
30
5.52 10.24 1.05
4.5
5.55
1.005
31
5.57 10.14 1.18 4.81
5.99
1.075
32
5.35 5.15 1.09 4.07
5.16
0.964
33
2.32 2.12 1.14
3.2
4.34
1.871
34
5.29 0.91
1 4.57
5.57
1.053
35
16.52
5.2 1.29 3.13
4.42
0.268
36
11.15 1.61 1.28 4.03
5.31
0.476
37
10.34 4.57 1.52
4.8
6.32
0.611
38
10.61 6.16 1.34 3.45
4.79
0.451
39
10.66 6.58 1.31 3.26
4.57
0.429
40
17.22 6.57 2.03 7.95
9.98
0.580
41
12.01 8.87 1.16 5.65
6.81
0.567
42
3.71 9.17
1 3.63
4.63
1.248
43
5.98 9.96 1.19 2.33
3.52
0.589
44
4.07 3.67
1.1 3.87
4.97
1.221
45
1.93 1.67 1.06
2.8
3.86
2.000
46
10 5.42 1.32 3.25
4.57
0.457
47
12 7.77 1.21 3.29
4.5
0.375
48
7.14
2.5 1.06 2.71
3.77
0.528
49
10.66 4.18 1.39 3.55
4.94
0.463
50
12.65 8.37 1.37 3.09
4.46
0.353
�51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
Media
D. E.
10.6
11.3
9.33
3.39
2.07
1.12
2.47
7.17
7.55
7.07
10.45
10.6
10.6
11.66
8.94
3
4.33
1.87
5.77
6.77
6.94
10.18
8.07
7.17
8.13
7.77
7.21
5.35
8.9
8.38
6.24
5.39
3.27
6.48
9.17
3.14
2.98
2.1
7.986
4.510
6.82 1.44 3.94
5.54 1.26 2.85
8.1 1.09 2.75
10.02
1 2.25
7.8
1 2.25
2.77
1
4
3.47
1.2 2.33
9.41 1.07 6.31
8.57 1.11 4.85
3.7 1.01 3.11
3.65 1.14 3.16
5.63 1.32 3.05
4.98 1.38
2.4
5.69 1.15 3.49
6.85 1.33 4.53
10.85
1
3.5
10.79
1.2
4
2.6
0
3
7.84
1 4.67
6.01
1.1 5.74
4.28 1.08 3.08
3.05 1.25 3.72
3.25 1.13 3.22
5.64 1.26 2.44
8.05 0.98 4.22
9.4 1.05
6.5
8.39
1.1 4.96
5.65 1.18 2.29
4.97
1.2 3.83
5.37 1.11 2.75
5.44 1.28 3.58
8.47 1.19 4.12
11.26 1.25
11
6.67
1 3.33
5.43 1.23 5.39
6.08 1.33
2
6 1.43 3.14
11.48
1
6
5.138 1.139 3.480
3.008 0.337 1.662
5.38
4.11
3.84
3.25
3.25
5
3.53
7.38
5.96
4.12
4.3
4.37
3.78
4.64
5.86
4.5
5.2
3
5.67
6.84
4.16
4.97
4.35
3.7
5.2
7.55
6.06
3.47
5.03
3.86
4.86
5.31
12.25
4.33
6.62
3.33
4.57
7
4.619
1.828
0.508
0.364
0.412
0.959
1.570
4.464
1.429
1.029
0.789
0.583
0.411
0.412
0.357
0.398
0.655
1.500
1.201
1.604
0.983
1.010
0.599
0.488
0.539
0.516
0.640
0.972
0.840
0.649
0.565
0.461
0.779
0.985
3.746
0.668
0.722
1.061
1.534
3.333
0.786
0.713
�Anexo 47: Valoración del impacto socio - técnico - económico de la metodología
presentada
El impacto social de la implantación de esta metodología está dado por los siguientes factores:
1. Actualización y superación inmediata del personal de la mina en las ciencias geológicas,
mineras e informáticas.
2. Comprensión de toda la actividad minera como un sistema y por tanto se tiene conciencia
de la importancia de la tarea que desempeña cada persona en particular.
3. Humanización del trabajo de gabinete en la mina.
4. Aumento del nivel de confianza en los resultados que se obtienen.
Desde el punto de vista técnico esta metodología implica relacionarse directamente con
conocimiento y tecnología actualizada. En el área de la Matemática se presentan teorías
creadas en los últimos 30 años, incluso, algunos temas han sido creados especialmente para
este trabajo; estos aspectos se utilizan en relación directa con la solución de problemas
concretos de la actividad minera. La Informática se presenta como una herramienta necesaria
en la implementación de la metodología y se hace énfasis en su versatilidad, capacidad de
manejo rápido y fiable de la información y facilidades que se tienen actualmente para los
diálogos hombre - máquina. Desde el punto de vista de la Geología los esfuerzos se han
concentrado en dos aspectos de gran importancia en la actualidad: el problema de la definición
y estimación de recursos y reservas (lo cual se trata de manera indirecta durante todo el
trabajo y de manera directa en el anexo 45) y el problema de la modelación de estos
yacimientos lo cual es analizado en el capítulo 3 y donde se proponen soluciones novedosas
que pueden convertirse en las herramientas comunes para realizar el pronóstico en la actividad
minera del níquel. Esta investigación pertenece a las ciencias mineras y es por ello que en esta
área el impacto puede ser mayor debido principalmente a que en la actualidad la actividad
práctica minera en nuestros yacimientos de níquel se basa en conceptos organizativos que
evolucionaron de manera importante en los últimos 10 - 20 años; los vínculos de la Minería con
otras ciencias afines y con la tecnología ha aumentado; y una mayor matematización de la
Minería la ha convertido en una ciencia de desarrollo seguro y rápido a tenor con las
exigencias de nuestra época. Como puede deducirse de lo planteado en este párrafo, el
impacto técnico de esta metodología pudiera ser revolucionario.
Desde el punto de vista económico el impacto de la implementación de esta metodología
deberá ser importante ya que su objetivo es disminuir las pérdidas, el empobrecimiento, el no
cumplimiento del volumen y de la calidad del mineral enviado por unidad de tiempo al proceso
metalúrgico, el uso inadecuado del equipamiento y además permite lograr afectaciones
pequeñas al medio ambiente. Se distinguirán tres aspectos:
1. Un pronóstico eficiente debe garantizar la base de datos para una planificación eficiente y
esto tiene en sentido general un aporte económico indiscutible porque se sienta las bases
de la estabilización de un proceso de disminución de costos. En particular la estimación de
un pozo de explotación en sustitución de su excavación (sustitución que podrá realizarse a
menudo) aportará ahorros como los siguientes:
Tabla A47.1: Ofertas de precios de algunas actividades para la realización de un pozo de
explotación de 30 m. (calculado según de varias tablas de [99], los precios están dados en
USD )
Actividad
Precio por
Total de
Precio
Unidad
Unidades
Total
Amarre y cálculo de un pozo (topografía) 32.00
1
32.00
Trazado de líneas (topografía)
39.00
1
39.00
Trocha, marcación, remarcación y
49.83
1
49.83
nivelación
1 plataforma y 42 m de camino
35.00
1 plataforma
35.00
realizados con bulldozer Komatzu T-130
42 m de camino
Perforación de pozo por el método
40.62
30 m
1218.6
Hallow Auger (diámetro 76 mm;
recuperación 95%)
Secado y molienda de muestra de 2 a 5 4.00
30 muestras
120
kg.
Traslado de muestras (un viaje)
180.30
0.05 viaje
9.01
Conservación y almacenamiento
0.50
30 muestras
15.00
Ensayos físico - mecánico (humedad y
9.50
30 muestras
285.00
masa volumétrica)
Análisis químico de siete elementos
13.00
30 muestras
390.00
�Total
2193.44
Además se deberá considerar los salarios, impuesto y dietas de algunos especialistas, los
recargos y las bonificaciones. Como puede observarse un bloque de 300x300 con red de
exploración de 33.33x33.33 (81 pozos) contempla una red de explotación de 361 pozos por
lo que se tendrían que desarrollar 280 pozos los cuales costarían alrededor de $ 614000.00
USD.
2. La planificación es la llave del uso adecuado de los recursos y medios para su explotación
por tanto pueden ser importantes los aportes que puede tener una planificación de las
actividades, orientada hacia la obtención de resultados óptimos.
3. El control es quien garantiza la estabilidad del sistema y además aporta los datos para el
cálculo de los costos y ganancias. Un ejemplo conocido es que un control eficiente
garantiza que los obreros reciban como retribución a su trabajo el salario que realmente se
merecen.
En sentido general, no es posible dar en estos momentos un valor numérico que indique
cuantitativamente el aporte económico que pudiera obtenerse por la implementación de esta
metodología en una de nuestras minas pero si pensamos que esta mina tuviera planificados
enviar en un año 3000000 de toneladas de mineral con una ley de 1.31% de Ni (o sea 250000
mensuales) para que se produzcan 30000 toneladas de Ni (asumiendo que la dilución sea de 0.11 y que la eficiencia del proceso metalúrgico sea de 83.34%), necesitaría una adecuada
organización de los trabajos para lograr cumplir con el cliente teniendo pérdidas y
empobrecimiento mínimos y cumplir con las exigencias relacionadas con el uso del
equipamiento y la protección del medio ambiente. Si las pérdidas fueran en ese año del 6%
quiere decir que en el campo quedarían 180000 toneladas de mineral que con los parámetros
anteriores significan alrededor de 1800 toneladas de Ni; no es necesario dar más detalles para
comprender la importancia económica que tiene evitar las pérdidas. Un análisis análogo
pudiera realizarse para el empobrecimiento y los otros parámetros mencionados.
�Anexo 48: Aspectos que debe contener un proyecto minero (según las ideas generales de
[124])
I. Introducción y certificado técnico - económico.
Se señalan las particularidades geológicas y condiciones climáticas generales, las exigencias a
la calidad del mineral útil, indicaciones del contratista y otras particularidades que determinan la
metodología de proyección. El certificado técnico - económico representa un breve compendio
de las partes principales del proyecto presentadas en forma de memoria escrita; en ella se
plasman los siguientes testimonios:
a. Argumentación de la necesidad de construcción de la cantera, características de sus
parámetros, exigencias al mineral útil e índices de productividad por años.
b. Descripción de modelos y cantidad de unidades del equipamiento minero básico.
c. Indices técnico - económicos básicos y su valoración (cantidad de obreros y su
productividad, costo de producción, rentabilidad y ganancias).
d. Datos sobre gastos capitales dinámicos y sobre la efectividad económica de la construcción.
II. Parte geológica.
Incluye las características de la región y del yacimiento, el clima en detalle y orografía de la
región, características geológicas e hidrogeológicas, cantidad de cuerpos minerales y sus
dimensiones. Características mineralógicas de las rocas, potencia de las rocas, su estructura,
propiedades de los tipos de rocas estériles aprovechables para la rehabilitación. Tipos y clases
tecnológicas y litológicas de menas y sus propiedades geoquímicas, densidad, coeficiente de
fortaleza, coeficiente de esponjamiento de los tipos de rocas presentes, humedad, cantidad y
potencia de los horizontes acuíferos, coeficiente de filtración, flujo de aguas lluvias y
subterráneas. Características cualitativas del mineral útil y posibilidad de utilización de las rocas
estériles, propiedades físico - mecánicas del mineral útil y las rocas estériles. Reservas de
mineral útil, grado de exploración del yacimiento, perspectivas de aumento.
III. Parte minera (tecnológica). Contiene lo siguiente:
a. Argumentación de los contornos intermedios y finales de la mina en los yacimientos, división
del campo, establecimiento de las etapas de explotación.
b. Cálculo de reservas del mineral útil y volumen de estéril en los contornos de la cantera, en el
cuerpo, bloques geológicos, en tramos de explotación (en yacimientos inclinados y abruptos
las reservas y volúmenes se calculan por capas).
c. Reservas de suelos fértiles.
d. Principales aspectos del trabajo de organización (régimen calendario, esquema general de
mecanización compleja, tipo de equipamiento para perforación, arranque - carga, transporte
y escombreras, características de la producción).
e. Argumentación de la productividad de la mina, volúmenes promedios anuales de estéril,
plazo de servicio de la cantera, duración del período de asimilación de la productividad
nominal y otros.
f. Trabajos de excavación, argumentación de los tipos de excavadoras, cálculo de su
productividad y cantidad, cálculo de los parámetros de los frentes de excavación).
g. Transporte interior, es decir desde los frentes hasta las escombreras, las plantas de
beneficio, (argumentación de los tipos de transporte, determinación de su productividad y
cantidad, cálculo de los parámetros de las vías de comunicación).
h. Formación de escombreras (argumentación del método de formación de escombreras,
cálculo de los parámetros de las escombreras y cantidad de equipos, ubicación de la
escombrera, selección del método de rehabilitación).
i. Mecanización de los procesos auxiliares y traslado de materiales a la cantera.
j. Laboreo de trincheras (argumentación del método de laboreo, cálculo de los parámetros de
las trincheras, determinación de la velocidad de profundización de los trabajos mineros,
cálculo de los volúmenes de trabajos preparatorios).
k. Apertura ( argumentación del método de apertura y sus características, y de la ubicación de
la traza de la trinchera para el acceso a la cantera, determinación del volumen de trabajos
mineros y duración de su construcción, dinamismo de la apertura de la cantera en la medida
que avanza la explotación).
l. Sistema de explotación (argumentación y características del sistema de explotación, altura
del escalón, ancho de la banda de excavación y plazoleta de trabajo, ángulo de inclinación
del bordo, esquema de preparación de nuevos horizontes de trabajo, condiciones racionales
y métodos de arranque global y selectivo).
m. Plan calendario de la explotación (orden de ejecución de la explotación del yacimiento,
distribución de la extracción del mineral útil y contenido de elementos útiles y volúmenes de
�estéril en tiempo y espacio por años y horizontes; para los primeros 5 años se entrega el
plan detallado con distribución anual, para los siguientes períodos se da el plan aproximado
para cada 5 años ).
n. Drenaje y secado (métodos de protección de la mina de las aguas superficiales, drenaje de
las aguas subterráneas).
o. Medidas para el trabajo seguro en la mina (especialmente contra inundaciones y
deslizamientos).
p. Ventilación de la mina, lucha contra el polvo, incendios y gases nocivos.
q. Condiciones de trabajo y traslado de los obreros (aseguramiento de agua potable y
alimentos, puntos médicos, defensa contra el sol y el viento, etc.).
IV. Parte minero - mecánica (instalaciones de bombeo, compresores, ventilación y ascensos,
bandas transportadoras, organización de los trabajos de reparación y abastecimiento de piezas
de repuestos ).
V. Instalaciones de beneficio y fragmentación - clasificación, tolvas de recarga, depósitos auxiliares
de mineral, control de la calidad del mineral útil.
VI. Parte energética ( abastecimiento de energía eléctrica y térmica, líneas de transmisión,
equipamiento de iluminación ).
VII. Parte constructiva (edificios industriales e instalaciones de superficie).
VIII. Plano general y transporte (ubicación de edificios e instalaciones en áreas de montaje
industrial, trazado de las vías de comunicación, líneas de transmisión eléctrica y diferentes
redes, transporte exterior).
IX. Planes de protección del medio ambiente durante la actividad minera y sistemas de
rehabilitación propuestos..
X. Parte económica (cálculo y análisis de los índices técnico - económicos, cálculo de las
ganancias y rentabilidad de la empresa, argumentación de la efectividad económica de las
decisiones tomadas ).
Los principales índices técnico - económicos son los siguientes:
1. Productividad de la mina en masa minera, mena y concentrado.
2. Plazo de construcción de la mina hasta el momento en que se alcanza la productividad
proyectada.
3. Plazo de existencia de la mina.
4. Gastos capitales en la construcción industrial (sin considerar los gastos en objetos
exteriores).
5. Gastos capitales específicos ( para 1 t de mena, masa minera ).
6. Gastos de explotación anuales para el año nominal.
7. Cantidad de trabajadores.
8. Productividad de los obreros por turnos, en mena y masa minera.
9. Costo de extracción de la mena.
10. Gastos para la extracción de 1 m3 de estéril.
11. Rentabilidad.
12. Ganancia.
XI. Parte de presupuesto ( cálculo financiero de la construcción de la mina, materiales, cálculo del
financiamiento de los diferentes tipos de trabajo, en obtención y montaje de equipamiento;
cálculo del valor de los trabajos de investigación y otros ). El presupuesto total luego de la
aprobación sirve de argumento para financiar la construcción.
Proyecto de organización de la construcción de la mina ( comienzo y plazo general de
construcción, gastos capitales y su distribución por años, plan calendario de la construcción,
organización de los trabajos de construcción, ejecución de las vías de comunicación, trabajos
minero - capitales ).
�
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Metodología para el pronóstico, planificación y control integral de la minería en yacimientos lateríticos
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Arístides Alejandro Legrá Lobaina
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
1999
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/6d071467b9eaf5c1e78971dcbe8e0502.pdf
8ffd51677339558882d9c6abde3aba1d
PDF Text
Text
Tesis doctoral
VARIABLES PARA EL CONTROL DE LA CONCENTRACIÓN DE LOS SÓLIDOS
ALCANZABLE POR SEDIMENTACIÓN
GRAVITATORIA
Armín Mariño Pérez
�REPÚBLICA DE CUBA
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
“DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ”
FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA
DEPARTAMENTO DE METALURGIA
TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN
CIENCIAS TÉCNICAS
(RESUMEN)
Vari able s para el cont rol de la conc entr ació n de sóli dos alca nzab le
por sed ime nta ció n gra vita tor ia
Autor: MSc. Armín Mariño Pérez
Tutores: Dr. C. José Falcón Hernández
Dr. C. George Eduardo Sales Valadao
Moa, 2002
3
�SÍNTESIS
Se plantea como problema científico, el insuficiente conocimiento para confirmar que
existe relación estadística entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación
gravitatoria y la concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación
mecánica de sistemas líquido-sólido, así como para determinar las principales tendencias en
el comportamiento de esta relación, en función de las condiciones experimentales. Se define
como objeto de la investigación, la relación estadística entre la concentración de sólidos
obtenida por sedimentación gravitatoria y la concentración de sólidos obtenida por otros
métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido.
Se plantea como objetivo, confirmar si la concentración de sólidos obtenida por
sedimentación gravitatoria, se relaciona estadísticamente con la concentración de sólidos
obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido y determinar
las principales tendencias en el comportamiento de esta relación, en función de las
condiciones experimentales. Se define como campo de acción, el mecanismo de la
separación mecánica de sistemas líquido-sólido.
Se formula como hipótesis que el estudio mediante el método lógico, de los fundamentos
teóricos y empíricos existentes acerca del mecanismo de los procesos de separación
mecánica de sistemas líquido-sólido, conjugado con métodos empíricos, permitirá saber si la
concentración de sólido obtenida por alguno de estos procesos se relaciona
estadísticamente con la concentración de sólidos obtenida por sedimentación gravitatoria;
así como determinar las principales tendencias en el comportamiento de esta relación, en
función de las condiciones experimentales.
Se obtiene como novedad científica, la predicción teórica y confirmación empírica de la
relación estadística entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación
gravitatoria y la obtenida por filtración sin escurrido, filtración con escurrido y sedimentación
centrífuga; así como de las principales tendencias en el comportamiento de esta relación, en
función de las condiciones experimentales.
�TABLA DE IDENTIFICADORES
Término o
Abreviatura
Sedimento
CPE
CTSE
CTE
CPC
VS
Concepto o denominación
convencional
Observaciones
En dependencia del proceso concreto, se
distingue el producto espesado, obtenido
por sedimentación gravitatoria; la torta sin
Lecho de sólidos relativamente
escurrir (totalmente saturada de humedad),
concentrado, obtenido como resultado
obtenida por filtración; la torta escurrida,
de cualquier proceso de separación
obtenida a partir de la torta sin escurrir
mecánica de sistemas líquido-sólido
mediante el soplado con aire y el producto
centrifugado, obtenido por sedimentación
centrífuga
Concentración de sólidos en el
producto espesado, ya sea en la
descarga del espesador industrial o al
final de la sedimentación periódica en
el laboratorio
Contextualmente se expresan en % en
Concentración de sólidos en la torta
volumen o % en masa
sin escurrir
Concentración de sólidos en la torta
escurrida
Concentración de sólidos en el
producto centrifugado
Velocidad de sedimentación
Se expresa en mm/h
4
�INTRODUCCIÓN
En la Empresa “Comandante Pedro Soto Alba”, el mineral se extrae en varios frentes de
explotación y se transporta mediante camiones hasta la planta de “Preparación de Pulpa”.
En esta planta se prepara por vía húmeda hasta obtener una suspensión cuya
concentración de sólidos se encuentra alrededor de 25 % en masa. Esta suspensión se
transporta por gravedad hasta la planta de “Espesadores”, donde se obtiene un producto
espesado, cuya concentración de sólidos debe encontrarse en niveles racionalmente
elevados.
Las dificultades para mantener en la planta de “Espesadores”, valores de CPE (ver tabla de
identificadores) suficientemente elevados y estables, pueden provocar las siguientes
consecuencias:
•
•
•
•
Incremento del costo unitario del producto final a medida que disminuye la CPE. Esto se
produce como resultado del incremento de los costos asociados a la obtención y
transporte de agua, ácido sulfúrico y coral, así como al calentamiento de la suspensión y
el transporte de suspensiones tecnológicas y residuales.
Intensificación de las acciones nocivas al medio ambiente y a la sustentabilidad de la
producción a medida que disminuye la CPE. Entre estas acciones nocivas se encuentran
la emisión de gases de combustión, humo y calor en la termoeléctrica; la extracción de
coral de la plataforma insular; la emisión del licor residual y la emisión de yeso con las
colas.
Complicaciones operativas, en la planta de “Lixiviación” como resultado de las
variaciones de la CPE.
Complicaciones operativas en la mina para obtener mezclas, que además de garantizar
la ley de Ni (Níquel), Fe (Hierro) y Mg (Magnesio), garanticen concentraciones de sólidos
en el producto espesado racionalmente elevadas.
De lo anterior se deriva la permanente necesidad de encontrar vías cada vez más eficientes,
para incrementar y/o estabilizar la CPE y garantizar con ello el incremento continuo de la
eficiencia y la eficacia de la planta de espesadores.
En la investigación bibliográfica realizada por el autor (1998), se puede apreciar que los
trabajos publicados hasta esa fecha, estuvieron orientados hacia el estudio de la influencia
que sobre la sedimentación, ejercen los siguientes factores:
1. Agentes de agregación.
2. Particularidades constructivas del espesador.
3. Características internas de la suspensión.
A continuación se refieren los trabajos más destacados en el estudio de la influencia de
cada grupo de factores y se resumen sus aportes y deficiencias esenciales.
La influencia de los agentes de agregación, específicamente los floculantes fue estudiada
por Martell (1969), Nebot (1969), Catasús (1971); Grave De Peralta (1970, 1971, 1971a), y
la Sherritt Gordon inc. (1974).
Se estudió también la influencia de la magnetización (Martell, 1969), sin lograr el incremento
de la CPE.
Falcón (1997), refiere que en dos oportunidades se realizaron pruebas industriales con
adición de silicato de sodio a la pulpa, con resultados favorables para la VS; pero
insignificantes para la CPE.
Falcón et al. (1997) han planteado que en la mayoría de los trabajos, a pesar de haberse
logrado el incremento de la VS, la CPE no se ha incrementado e incluso ha disminuido.
Sobre esto agregan: “... el aumento de la velocidad de sedimentación en la zona de caída libre, no
5
�determina el incremento del porcentaje de sólidos en el producto espesado, pues en ello también
influye la velocidad de compactación.”.
A pesar de que no se cuenta con información que se refiera a la realización de pruebas
exitosas en el nivel industrial hasta 1998, la contribución de estas investigaciones en la
acumulación de conocimientos es considerable.
La influencia del segundo grupo de factores: las particularidades constructivas del
espesador, fue estudiada por Kandukov (s.a), Grave de Peralta (1971) y Méndez (1969,
1973).
Novoa (1975) plantea que en la etapa de 1968 a 1974 se logró un incremento de la CPE de
aproximadamente 43,5 a 45,5, gracias al incremento de la potencia nominal del motor
eléctrico, en 5 %.
Beyrís (1997) plantea: “en los últimos años, con el reforzamiento de los mecanismos centrales de los
espesadores y la construcción del tercer espesador, se ha podido mejorar la operación de la planta,
aunque, en determinados períodos, se presentan dificultades en el proceso de sedimentación, lo que
indica que la eficiencia de este proceso está muy estrechamente relacionada con las características de
la pulpa alimentada y por consiguiente con el tipo de mineral laterítico minado ...”.
En estos trabajos se aprecia, que el estudio de la influencia de las particularidades
constructivas del espesador, permitió alcanzar un mayor grado de aprovechamiento de las
potencialidades de la suspensión alimentada. Sin embargo, por esta vía es imposible
estabilizar la CPE, porque la capacidad de compactación del mineral es variable.
En la determinación de la influencia del tercer grupo de factores: las características internas
de la suspensión, se destacan los trabajos de Beyrís (1985) y Falcón (1983, 1997), Silva y
Chaviano (1980), Palencia (1981), Rojas y Beyrís (1994), Almaguer (1995).
Se destaca particularmente el trabajo de Cerpa (1997), donde se presenta un amplio y
profundo estudio sobre la influencia de la mineralogía y de las características coloidales de
la pulpa cruda en la sedimentación. Para los ensayos de sedimentación, fueron utilizadas
suspensiones de concentraciones de sólidos igual a 1 %. Para el estudio del
comportamiento reológico de la suspensión, la concentración de sólidos no superó el 36 %
en masa.
Los principales factores cuya influencia ha sido considerada importante por estos autores
son los siguientes: tiempo de agitación durante el lavado, composición química,
mineralógica y granulométrica, así como la estructura morfológica del mineral, la
composición iónica de la fase líquida y las propiedades reológicas de la suspensión.
Es importante precisar que en la gran mayoría de las investigaciones dedicadas a
determinar la influencia de las características internas de la suspensión sobre la
sedimentación, la atención ha sido dirigida a descubrir la influencia de los referidos factores
sobre la VS. Dicho de otro modo, no se ha tenido en consideración que la CPE depende
esencialmente de las regularidades que rigen el proceso de estructuración, compactación o
apelmazamiento del sedimento.
Se ha previsto la posibilidad de pronosticar el comportamiento de la CPE, a partir de la
relación entre las propiedades de sedimentación de la suspensión y las características del
mineral. En este sentido, Beyrís (1997) ha propuesto una ecuación empírico-estadística que
describe la dependencia de la CPE, en función de la relación másica “metales
ligeros/metales pesados” (índice de sedimentación). En ese trabajo se aprecia como
insuficiencias, la falta de fundamentación teórica de la referida dependencia y la
determinación de la CPE a las 12 h; tiempo significativamente menor que el necesario para
alcanzar la CPE de equilibrio, que es el valor máximo de concentración de sólidos
alcanzable por sedimentación gravitatoria. Otra deficiencia de esta propuesta, es que para
conocer el índice de sedimentación es necesario conocer la composición química del
mineral.
6
�En resumen, las investigaciones publicadas hasta 1998, han contribuido considerablemente
al conocimiento sobre el tema y han servido de punto de partida para el perfeccionamiento
en la etapa siguiente. No obstante, resulta necesario señalar que en el orden científicometodológico, estas se caracterizan por las siguientes particularidades:
•
•
•
Han estudiado predominantemente la sedimentación, sin tener en consideración que la
CPE depende esencialmente de las regularidades que rigen el proceso de
compactación.
Han estudiado la posibilidad de predecir la CPE, únicamente mediante variables cuya
capacidad predictiva está dada por su influencia sobre la primera.
No han proporcionado dependencias científicamente fundamentadas, para la predicción
de la CPE.
Las investigaciones contribuyeron con la acumulación de experiencias y propiciaron que a
partir de 1998 se iniciara una etapa de intensa actividad experimental y transformadora en el
nivel industrial. En este marco, el 15 de agosto de 1999 se modificó la metodología de
predicción de la CPE y en septiembre del 2000 comenzó a operar un espesador de alta
productividad.
Para garantizar la CPE en los niveles requeridos, tanto en la mina como en la propia planta
de “Espesadores”, se realiza el control predictivo de la CPE. En calidad de variable
predictora se utiliza la VS de la suspensión, dejada en reposo durante dos horas en una
probeta. Para esta prueba la suspensión se diluye previamente hasta 12,5 % en masa.
Hasta el 15 de agosto de 1999, para realizar la dilución se suponía que la concentración de
sólidos en la alimentación era igual a 25 % en masa. Para garantizar los valores de CPE
deseados, se exigía que la altura leída debía ser igual o mayor que 90 mm (Reporte diario
de la Planta de “Espesadores”), que conceptualmente corresponde a una VS igual a 45
mm/h. A partir de esa fecha se pusieron en práctica dos modificaciones.
La primera modificación consiste, en considerar la concentración real de la suspensión
alimentada para realizar la dilución. Esto permite aumentar la precisión con que se establece
el valor de concentración inicial deseado para la prueba (12,5 % en masa). De ese modo
disminuye el efecto perturbador de las variaciones de la concentración de sólidos inicial,
sobre la VS. La segunda modificación consiste en incrementar la VS mínima admisible de 45
a 70 mm/h.
En la tabla que se muestra a continuación, aparecen los resultados del análisis de los datos
de producción correspondientes a los periodos enero-julio de 1999, enero-agosto de 2000 y
enero-mayo de 2001. Los datos sobre correlación entre la CPE y la VS, se refieren a los
espesadores convencionales. Los cálculos fueron realizados mediante el tabulador
“Microsoft Excel 2000”. Para ello se consideró el tiempo de residencia del mineral en los
espesadores.
Como se observa en esta tabla, en la etapa de enero-julio 1999 el coeficiente de correlación
estimado entre la VS y la CPE obtenida en los espesadores convencionales, es igual a 0,07
y la probabilidad de significación observada de la hipótesis nula que supone la igualdad a
cero del coeficiente de correlación (0,323), es mucho mayor que el nivel de significación
asumido como máximo admisible (0,05). Esto permite admitir que la correlación no es
significativa; sin embargo, en las siguientes etapas el coeficiente de correlación se
incrementó. Ya en el periodo de enero-mayo 2001 pasó a ser significativo con un valor igual
a 0,282, y una probabilidad de significación observada igual a 0,002.
El valor del coeficiente de correlación (0,282), a pesar de que es significativo puede ser
considerado demasiado pequeño, lo que quiere decir, que en la actualidad la predicción de
la CPE se realiza mediante una variable cuya capacidad predictiva en el nivel industrial, a
pesar de haber mejorado, es apreciablemente baja. Esto puede ser provocado por las
variaciones en las condiciones operacionales, por el pequeño valor del coeficiente de
correlación real entre ambas variables, o por ambos factores.
7
�Tabla. Resultados del análisis de los datos de producción de la planta de “Espesadores”.
No.
1
2
3
4
5
Indicadores
Número de pares ordenados (VS, CPE)
Estimador r, del coeficiente de correlación ρ entre la CPE y la
VS
Probabilidad de significación observada de la hipótesis nula que
supone la igualdad a cero del coeficiente de correlación
CPE promedio en los espesadores convencionales, % en masa
Promedio de la VS, mm/h
Enero-julio
EneroEnero1999
agosto 2000 mayo 2001
204
228
118
0,070
0,154
0,282
0,323
0,020
0,002
46,1
68,3
47,2
81,4
47,4
69,5
Otra deficiencia de la VS como variable predictora es su relativamente prolongado tiempo de
respuesta (igual a 2,3 h aproximadamente).
Luego, la situación actual en la planta de espesadores en la empresa “Comandante Pedro
Soto Alba”, se caracteriza por las siguientes deficiencias:
•
•
El coeficiente de correlación entre la CPE y la actual variable predictora: la VS, a pesar
de que es significativo, es bajo (alrededor de 0,3).
El tiempo de respuesta de la VS como variable predictora, es relativamente prolongado
(igual a 2,3 h aproximadamente).
A partir de estas deficiencias se declara como situación problémica actual, la baja
eficiencia en el control de la CPE en la planta de “Espesadores” de la Empresa “Cdte Pedro
Soto Alba”.
Para el diseño teórico de la investigación, se tiene en cuenta que la correlación estadística
entre dos variables es una interpretación matemática y no tiene que explicarse
necesariamente por la influencia de una sobre la otra, sino que estas pueden depender de
una tercera, cuya influencia común sobre ambas, es la causante de la correlación entre
ellas. Dicho de otro modo, si las variables y1 y y2 dependen de un mismo factor x, es posible
que exista una dependencia estadística entre y1 y y2, que por su naturaleza es indirecta y
que puede ser aprovechada para predecir aquella variable, cuya determinación es más
demorada, compleja y costosa.
Un ejemplo práctico del referido comportamiento, ubicado precisamente en el campo de la
separación mecánica de sistemas líquido-sólido, fue obtenido por Valadao et al. (1996),
quienes han verificado la existencia de correlación entre las condiciones óptimas de
sedimentación y de filtración.
Además de lo anterior, se cuenta con la información a priori de que muchos de los factores
que influyen sobre la CPE, deben influir también sobre la concentración de sólidos obtenida
por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido (filtración,
centrifugación y compresión mecánica). Esto permite suponer que la concentración de
sólidos obtenida por estos métodos debe correlacionar con la CPE. Resultados preliminares
fueron publicados por el autor y colaboradores (2001).
Para contribuir con la solución de la situación problémica se plantea como problema
científico, el insuficiente conocimiento para confirmar que existe relación estadística entre la
concentración de sólidos obtenida por sedimentación gravitatoria y la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido, así
como para determinar las principales tendencias en el comportamiento de esta relación, en
función de las condiciones experimentales.
Lo anterior permite definir como objeto de la investigación, la relación estadística entre la
concentración de sólidos obtenida por sedimentación gravitatoria y la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido.
8
�Se plantea como objetivo, confirmar si la concentración de sólidos obtenida por
sedimentación gravitatoria, se relaciona estadísticamente con la concentración de sólidos
obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido y determinar
las principales tendencias en el comportamiento de esta relación, en función de las
condiciones experimentales.
Para cumplir este objetivo se debe profundizar en el campo de acción, del mecanismo de la
separación mecánica de sistemas líquido-sólido.
La hipótesis queda formulada como sigue: El estudio mediante el método lógico, de los
fundamentos teóricos y empíricos existentes acerca del mecanismo de los procesos de
separación mecánica de sistemas líquido-sólido, conjugado con métodos empíricos,
permitirá saber si la concentración de sólido obtenida por alguno de estos procesos se
relaciona estadísticamente con la concentración de sólidos obtenida por sedimentación
gravitatoria; así como determinar las principales tendencias en el comportamiento de esta
relación, en función de las condiciones experimentales.
A partir de esta hipótesis se proyecta como novedad científica, la predicción teórica y
confirmación empírica de la relación estadística entre la concentración de sólidos obtenida
por sedimentación gravitatoria y la obtenida por otros métodos de separación mecánica de
sistemas líquido-sólido; así como de las principales tendencias en el comportamiento de
esta relación, en función de las condiciones experimentales.
Tareas:
1. A partir del estudio del estado del arte (la predicción de la CPE), mediante el método
histórico, determinar el alcance de la investigación (capítulo 1).
2. A partir de las regularidades conocidas de la separación mecánica de sistemas líquidosólido, mediante el método lógico, preseleccionar las variables que pueden correlacionar
con la CPE y prever la influencia de los factores más importantes, sobre el coeficiente
de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión (capítulo 1).
3. A partir de los resultados de la tarea anterior, mediante el método lógico, diseñar los
experimentos para la comprobación empírica de los resultados teóricos (capítulo 2).
4. Comprobar en el nivel de laboratorio los resultados teóricos, mediante el método
experimental, el método estadístico y el método lógico (capítulo 3).
9
�CAPÍTULO 1
ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN Y RESULTADOS TEÓRICOS
A partir del estudio del estado del arte (la predicción de la CPE), mediante el método
histórico, se determina el alcance de la investigación. A partir de las regularidades conocidas
de la separación mecánica de sistemas líquido-sólido, mediante el método lógico, se
preseleccionan las variables que pueden correlacionar con la CPE y se prevé la influencia
de los factores más importantes, sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la
ecuación de regresión.
1.1 Alcance de la investigación
Se consideran los trabajos de Bürger et al. (2000); Concha et al. (1996); Bürger y Wendland
(1998); Bürger (2000); Bürger et al. (2000b); Bürger et al. (2000c); Garrido et al. (2000);
Bushell (2002); Stamatakis y Tien (1992); Bürger et al. (2001); Berres et al. (2002, 2002a y
2002b); Berres y Bürger (2002).
El estudio de los referidos trabajos permite resumir lo siguiente:
•
•
•
La predicción de la CPE ha sido realizada mediante modelos matemáticos, basados en
relaciones obtenidas mediante la idealización y simplificación de relaciones muy
complicadas. Esto provoca limitaciones en la predicción de la CPE cuando se trata de
suspensiones reales.
No ha sido posible evadir la necesidad de apoyarse en métodos experimentales, en gran
medida costosos y consumidores de tiempo.
No ha sido abordado el estudio de la posibilidad de predecir la CPE, mediante la
concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de
sistemas líquido-sólido.
De lo anterior se deduce la conclusión número 1 de este capítulo.
1.2 Resultados teóricos
1.2.1 Caracterización de la humedad de materiales sólidos
La caracterización de la humedad, en cuanto a su posición relativa respecto al sólido, la
naturaleza de las fuerzas que participan en su estabilidad y los métodos capaces de
eliminarla, ha permitido obtener los siguientes resultados teóricos preliminares:
•
•
Es posible que la CPE, correlacione con la CTSE, la CTE, la CPC y la concentración de
sólidos obtenida por filtración centrífuga y compresión mecánica.
Existen premisas que indican la posibilidad de que el coeficiente de correlación entre la
CPE y la CTE, sea menor que entre la CPE y la CTSE.
1.2.2 Introducción teórica sobre sedimentación y filtración
Para examinar la sedimentación y la filtración gravitatorias, el autor considera el modelo
físico hipotético representado en la fig. 1.1, tomada de Smiles (1975).
Cuando las superficies del líquido en el recipiente y de la suspensión en el cilindro se
encuentran a la misma altura ( h = 0 ), ocurre solamente la caída de las partículas
(sedimentación), que en este caso se produce únicamente gracias a la acción de la fuerza
de gravedad. Si h > 0, también ocurre el movimiento del líquido a través del fondo poroso
(filtración).
10
�Fig. 1.1 Representación gráfica de la sedimentación y la filtración gravitatorias.
Büerger, Concha y Karlsen (2001) han propuesto un modelo físico hipotético de la filtración
a presión con sedimentación simultanea y la ulterior compresión mecánica. En su propuesta,
los referidos autores suponen que la presión se ejerce directamente sobre la suspensión
que se encuentra en la probeta, mediante un pistón que una vez terminada la filtración
propicia la compresión mecánica del sedimento. Sobre esta base, ilustran la distribución de
las concentraciones volumétricas del sólido φ en el sistema, en el instante inicial, en un
instante donde ocurre la filtración y en un instante donde ocurre la compresión mecánica.
Si de la situación explicada por Büerger, Concha y Karlsen (2001), se toma la suspensión en
la probeta y la distribución de concentraciones del sólido, y seguidamente se combina con la
situación representada en la fig. 1.1, donde se supone que h = 0, se obtiene la situación
representada en la fig. 1.2.
A partir de esta situación, se explica simplificadamente el mecanismo de sedimentaciónconsolidación periódica.
En la fig. 1.2 c) puede verse que al final de la sedimentación-consolidación, quedan dos
zonas: la zona de líquido clarificado y la zona del sedimento consolidado o comprimido por
la acción de la fuerza de gravedad.
Entre las fuerzas que se oponen tanto a la sedimentación como a la compactación, se
encuentra la fuerza de Arquímedes y la fuerza de arrastre Fa , provocada por la fricción del
líquido con el sólido. Esta última depende de la velocidad relativa del líquido respecto al
sólido v r conforme la siguiente ecuación:
Fa = C a
ρ l v r2
2
(1.1)
donde C a - coeficiente de arrastre o de fricción; ρ l - densidad del líquido.
11
�Fig. 1.2 Para explicar el transcurso de la sedimentación y la
a) Estado inicial; b) Formación del sedimento; c) Sedimento comprimido.
filtración
gravitatorias.
En la zona donde la concentración de sólidos es igual a la inicial, se supone que ocurre la
sedimentación contrariada. En estas condiciones, de acuerdo con Lu et al. (1998), en el
caso de suspensiones polidispersas, la velocidad de sedimentación gravitatoria puede ser
estimada por la fórmula
U = U 0 f (φ )
(1.2)
donde U 0 - velocidad de sedimentación de Stokes; f (φ ) - factor de velocidad contrariada,
que es una función creciente de la fracción volumétrica de las partículas, φ .
En esta ecuación, el factor f de sedimentación obstaculizada depende solo de la fracción
volumétrica total de las partículas φ , lo que constituye una simplificación de la realidad. En la
actualidad, Berres et al., (2002) han considerado la influencia de las concentraciones de
cada especie. No obstante, está ecuación resulta útil para un análisis cualitativo como el que
se realiza en este trabajo.
Si se supone que en la fig. 1.2, el desnivel entre la superficie libre del líquido en el recipiente
exterior y la superficie libre de la suspensión h, es mayor que cero, la fuerza de gravedad
además de provocar la caída de las partículas, provoca una corriente de líquido a través del
fondo poroso del cilindro.
En este caso, el flujo específico referido a la unidad de área de la sección transversal del
cilindro q ( m 3 (m 2 ⋅ s ), es equivalente a la velocidad lineal con que desciende el líquido
respecto a las paredes del cilindro. Este flujo descendente provoca el incremento de la
velocidad de sedimentación. En estas condiciones la velocidad de sedimentación resultante
u, es la suma de la velocidad de sedimentación contrariada U y la velocidad del líquido q
(Lu et al., 1998)). Lo anterior se expresa mediante la ecuación
u =U +q
(1.3)
La relación entre el flujo específico q a través del sedimento y las características del sólido
y de la fase líquida, se expresa a través de la ecuación de Kozeny (Carman, 1997), dada
12
�para el flujo específico de líquido a través de un lecho poroso arbitrario. La referida ecuación
es
q=
ε 3 ∆P ⋅ g
kµS 2 L
(1.4)
donde ε - volumen de los poros referido a la unidad de volumen del lecho (porosidad); k constante; µ - viscosidad dinámica del fluido; S - área de superficie de las partículas,
referida a la unidad de volumen del lecho; ∆P - diferencia entre la presión en la parte
posterior y anterior del lecho (fuerza motriz de la filtración), g - aceleración de la gravedad;
L – altura o espesor del lecho.
Durante la sedimentación-compresión, en la capa de sedimento la fuerza motriz de la
compresión es tan solo la fuerza de gravedad, mientras la fuerza de arrastre provocada por
la fricción entre las partículas y el líquido que se mueve hacia arriba, se opone a la
compresión. Sin embargo, en el caso de la filtración, la fuerza de arrastre actúa de arriba
hacia abajo y constituye una componente más de la fuerza motriz de la compresión. Esto
trae como resultado que la capa de sedimento tienda a compactarse hasta concentraciones
mayores, con respecto a las concentraciones alcanzadas sin la participación de la filtración.
1.2.3 Dependencia hipotética entre la concentración de sólidos en el producto
espesado y la concentración de sólidos en la torta sin escurrir
Para deducir la dependencia estadística entre la CPE y la CTSE, se considera que de
acuerdo con la ecuación (1.1) la fuerza de arrastre es proporcional al cuadrado de la
velocidad relativa entre el líquido y el sólido. Se sabe además, que esta velocidad se
incrementa con el incremento del flujo específico de líquido q , que a su vez, conforme la
ecuación (1.4), depende positivamente de la diferencia de presión ∆P , o fuerza motriz de la
filtración. De lo anterior se deduce que la fuerza motriz de la compresión se incrementa con
el incremento de la fuerza motriz de la filtración. En lo adelante, a la fuerza motriz de la
compresión se le denominará presión de compresión Pc .
Si a la razón de variación del espesor del sedimento, respecto a la variación infinitesimal de
la fuerza motriz de la compresión para una masa de sólidos constante, se le denomina factor
de compresibilidad, se puede afirmar que la diferencia (CTSE-CPE), ambas expresadas en
partes volumétricas de sólido respecto a la suspensión, se incrementa con el incremento del
factor de compresibilidad del sedimento y de la fuerza motriz de la filtración ∆P . Esta fuerza
motriz, es a su vez proporcional a h (ver fig. 1.1) y también puede estar dada por el
enrarecimiento en el recipiente exterior, la presión del aire comprimido suministrado al
cilindro, o la presión aplicada sobre la suspensión mediante un pistón.
A continuación se supone la siguiente situación hipotética:
Se cuenta con varias suspensiones que contienen sólidos diferentes, cualquiera sea el valor
del factor de compresibilidad de los sedimentos individuales γ i y de su desviación típica S γ ,
incluido el cero. Cada una de estas suspensiones son divididas en dos partes. Una de estas
partes, conforme se representa en la fig. 1.3 a) se somete a sedimentación con la obtención
de un producto espesado, cuya concentración de sólidos, es CPEi. La otra es sometida a
filtración con la obtención de una torta cuya concentración de sólidos es CTSEi.
13
�Fig. 1.3 Para la deducción de la dependencia estadística entre la CPE y la CTSE.
a) Producto espesado ( h = 0 ); b) Torta sin escurrir ( h > 0 ); c) Torta sin escurrir ( h → 0 ).
Si la fuerza motriz de la filtración es considerablemente mayor que cero como se representa
en la fig. 1.3 b), se obtiene una torta apreciablemente más comprimida que el producto
espesado, cuya concentración de sólidos CTSEi, es mayor que CPEi (en el gráfico, el efecto
de compresión ha sido ilustrativamente exagerado). Sin embargo, si la fuerza motriz de la
filtración se hace disminuir hasta que tienda a cero como se representa en la fig. 1.3 c) y se
desprecia la influencia de las perturbaciones, cualquiera sean las condiciones
experimentales, cada valor de CTSEi tiende al correspondiente valor de CPEi.
La situación anterior se encuentra ilustrada en la fig. 1.4 a), donde la escala en ambos ejes
es la misma. Esto en términos finitos equivale a decir, que si se realiza el análisis de
correlación-regresión entre la CPE y la CTSE, se obtiene una ecuación de regresión lineal
del tipo
CPE = b0 + b1 ⋅ CTSE
(1.5)
con intercepto b0 igual a cero, pendiente b igual a la unidad y coeficiente de correlación
igual a la unidad.
En caso de que las partículas en todas las suspensiones supuestamente sean esféricas;
pero en cada una la función de distribución de los tamaños sea distinta a la función de
distribución de tamaños en cualquier otra, cada valor de la CPEi será desigual a los demás;
pero el factor de compresibilidad teóricamente puede considerarse nulo. En este caso, si el
experimento se realiza con una fuerza motriz de la filtración considerable, cada valor de
CTSEi, como se muestra en la fig. 1.4 b), será igual al correspondiente valor de CPEi, por lo
que se mantiene la condición de que en la ecuación (1.5), b0 = 0, b1 = 1 y r = 1.
Si la fuerza motriz de la filtración es considerable, en el caso hipotético de sedimentos
igualmente compresibles, o sea cuando la desviación típica de los factores de
compresibilidad S γ tiende a cero, el incremento de la CTSEi, respecto al correspondiente
valor de la CPEi, obtenido a partir de la misma suspensión, será el mismo cualquiera sea la
suspensión y puede esperarse el comportamiento ilustrado en la fig. 1.4 c), donde se
observa que la recta se ha desplazado paralelamente hacia valores mayores de CTSE. En
14
�este caso, se mantiene la igualdad del coeficiente de correlación y la pendiente a la unidad,
pero el intercepto es negativo.
Fig. 1.4 Influencia hipotética de la fuerza motriz de la filtración y la compresibilidad de los sedimentos,
sobre el comportamiento de la CPE en función de la CTSE. a) ∆P → 0; γ ≥ 0; S γ ≥ 0 ;
b) ∆P ≥ 0; γ → 0 ; c) ∆P > 0; γ > 0; S γ → 0 ; d) ∆P > 0; S γ > 0 .
Por último, si como en la situación hipotética anterior la fuerza motriz de la filtración es
considerable; pero los sedimentos, como ocurre en la realidad, además de ser compresibles,
la desviación típica de los factores de compresibilidad Sγ es mayor que cero ( S γ > 0 ), el
incremento de la CTSEi respecto a la CPEi, no será el mismo en todos los sedimentos. Por
consiguiente, los puntos experimentales se dispersarán y el coeficiente de correlación lineal
será menor que la unidad. En este caso, la pendiente y el intercepto serán distintos de la
unidad y de cero respectivamente.
Los razonamientos expuestos hasta el momento permiten plantear lo siguiente
•
•
•
La CPE correlaciona positivamente con la CTSE.
La fuerza motriz de la filtración ∆P , influye sobre el coeficiente de correlación y ambos
parámetros de la ecuación de regresión;
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P , factores de
compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y desviación típica de estos
factores S γ tiende a cero, el coeficiente de correlación tiende a la unidad.
•
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P y factores de
compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos tiende a cero, el intercepto
tiende a cero.
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P , factores de
compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y desviación típica de estos
factores S γ tienden a cero, la pendiente tiende a la unidad.
15
�Al incrementarse la fuerza motriz de la filtración se incrementa la fuerza de compresión y
con ello aumenta la dispersión de los incrementos de concentración (CTSEi-CPEi). A partir
de cierto valor de presión, puede ocurrir la deformación elástica y el quebrantamiento de las
partículas individuales (Tiller y Yeh, 1987). Este cambio en el mecanismo de compresión,
cuya manifestación tiene lugar principalmente a elevadas presiones de filtración, también
puede influir positivamente sobre la referida dispersión.
Lo anterior corrobora que la fuerza motriz de la filtración ∆P , influye negativamente sobre el
coeficiente de correlación lineal entre la CPE y la CTSE.
Por otra parte, a medida que mayor sea la desviación típica de los factores de
compresibilidad S γ , mayor será la desviación típica de los incrementos individuales de
concentración (CTSEi-CPEi). Con ello también se incrementará la dispersión de los puntos
experimentales y disminuirá el coeficiente de correlación lineal. Esto permite afirmar que la
desviación típica de los factores de compresibilidad influye negativamente sobre el
coeficiente de correlación lineal entre la CPE y la CTSE.
1.2.4 Otras dependencias hipotéticas y generalización
Para obtener la dependencia hipotética entre la concentración de sólidos en el producto
espesado y las variables no consideradas en el epígrafe anterior, se estudian las
particularidades de la sedimentación en la capa de concentración igual a la inicial (ver fig.
1.2 b), la sedimentación y la filtración centrífugas, el escurrido y la compresión mecánica. Se
llega a conclusiones sobre las particularidades de la correlación que puede haber entre la
CPE y las variables VS, CTE, CPC, la concentración de sólidos en el producto obtenido,
filtración centrífugas y la concentración de sólidos obtenida por compresión mecánica. Ver
conclusiones del capítulo.
Del párrafo que sigue a la ecuación (1.4), se deduce que el coeficiente de correlación y los
parámetros de la ecuación de regresión, dependen esencialmente de la presión de
compresión y esta a su vez se encuentra en dependencia de la fuerza motriz de la filtración
∆P y del coeficiente de separación. Luego, en las conclusiones acerca del comportamiento
del coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión, los términos
fuerza motriz de la filtración ∆P y coeficiente de separación Ks , pueden ser sustituidos por
el término general, presión de compresión Pc .
Conclusiones
1. El problema de la predicción de la CPE, no ha sido resuelto satisfactoriamente y el
estudio de la posibilidad de predecir esta variable mediante la concentración de sólidos
obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido,
contribuye a la solución de un problema global.
2. Como resultado del estudio de los fundamentos teóricos de la separación de sistemas
líquido-sólido, se obtiene la siguiente información a considerar durante el diseño
experimental.
•
Pueden correlacionar con la CPE, la CTSE, la CTE, la CPC, la concentración de
sólidos obtenida por filtración centrífuga y la obtenida por compresión mecánica.
•
Los factores que pueden influir sobre la correlación entre la CPE y las variables
referidas más arriba se dividen en tres grupos:
־
Factores que influyen sobre la filtración, el escurrido y la compresión
mecánica por separado o sobre todos estos procesos la vez (se asume que el
proceso se realiza con el medio filtrante colocado horizontalmente): fuerza
motriz de la filtración, fuerza motriz del escurrido, fuerza motriz de la
compresión mecánica, tiempo de espera antes de aplicar la fuerza motriz de
la filtración y tamaño de la muestra.
16
�Factores que pueden influir sobre la sedimentación o la filtración centrífugas:
coeficiente de separación Ks y tiempo de espera antes de iniciar la filtración
centrífuga.
־
Factores que influyen simultáneamente en todos los procesos: la superficie
específica del sólido, la diferencia efectiva entre la densidad de las partículas,
ya sean individuales o agregadas y la densidad de la suspensión, la
viscosidad del fluido, la concentración de sólidos inicial en la suspensión φ 0 ,
la función de distribución granulométrica, la forma de las partículas, la
presencia de floculantes. También todos los factores que inciden sobre el
potencial Z y el espesor de la doble capa eléctrica; tales como, la estructura y
composición de la superficie sólida, la composición iónica de la suspensión y
la afinidad de estos iones con la superficie sólida.
3. Como resultado del estudio de los fundamentos de la separación mecánica de sistemas
líquido-sólido, se predice el siguiente comportamiento de la relación estadística entre la
CPE y la concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica:
•
La CPE correlaciona positivamente con la CTSE, la CTE, la CPC, así como con la
concentración de sólidos en el producto obtenido por filtración centrífuga y en el
producto obtenido por compresión mecánica.
•
El coeficiente de correlación lineal entre la CPE y las variables explicativas, es
función decreciente de la fuerza motriz la compresión Pc y de la desviación típica
de los factores de compresibilidad.
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc , factor de
־
compresibilidad individuales γ i y desviación típica de estos factores S γ tiende a
•
cero, el coeficiente de correlación tiende a la unidad.
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc y
•
factores de compresibilidad individuales γ i tiende a cero, el intercepto tiende a
cero.
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc , factores
de compresibilidad individuales γ i y desviación típica de estos factores S γ tiende
•
•
•
•
a cero, la pendiente tiende a la unidad.
La influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 en la suspensión sobre la
CPE es positiva, sin embargo, esta influencia sobre la CTSE debe ser más
complicada.
El coeficiente de correlación entre la CPE y la CTE debe ser menor, que entre la
primera variable y la CTSE.
Si los valores de CPE son suficientemente elevados, la concentración de sólidos
obtenida por otros métodos, tiende a igualarse a la CPE.
Existen premisas teóricas sobre la posibilidad de que la VS correlacione con la CPE
y de que el coeficiente de correlación entre estas dos variables sea relativamente
bajo.
17
�CAPÍTULO 2
MATERIALES Y MÉTODOS
Una vez determinado el alcance de la investigación, preseleccionadas las variables que
pueden correlacionar con la CPE y prevista la influencia de los factores más importantes,
sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión, mediante el
método lógico se fundamenta el diseño de los experimentos para la comprobación empírica
de los resultados teóricos. También se explica la metodología general para el análisis de
correlación y regresión.
2.1 Obtención de las muestras de trabajo y diseño experimental general.
2.1.1 Obtención de las muestras de trabajo
A partir del mineral que era extraído en los frentes de explotación, se tomaron 10 muestras
representativas, de aproximadamente 25 kg cada una. En lo adelante, estas se denominan
muestras puras.
La obtención de las muestras de trabajo se resume en los siguientes pasos:
1.
2.
3.
4.
Obtención de las muestras puras a partir de los yacimientos en explotación.
Preparación de las muestras puras.
Cálculos preliminares.
Homogenización y muestreo.
2.1.2 Selección de las variables explicativas y los factores a considerar en el plan
experimental
De las variables que de acuerdo con las conclusiones del capítulo anterior, pueden
correlacionar con la CPE, para el estudio experimental son seleccionadas las de más fácil
determinación: la CTSE, la CTE y la CPC.
En la fig. 2.1 se presenta el diagrama que muestra cuáles son los factores cuya influencia
sobre el coeficiente de correlación se estudia y a través de cuáles de las variables
intermedias (CTE, CTSE, CPE, VS y CPC), puede manifestarse esta influencia. En este
diagrama se observa que la fuerza motriz de la filtración, puede influir sobre la correlación
entre la CPE y la CTSE, a través de la CTSE. La influencia de la intensidad de agitación I a
sobre todos los coeficientes de correlación, puede manifestarse a través de todas las
variables intermedias. La influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 sobre todos los
coeficientes de correlación, puede manifestarse a través de todas las variables intermedias,
excepto la VS, pues esta variable fue determinada en un nivel único de concentración de
sólidos inicial φ 0 .
18
�Fig 2.1 Factores cuya influencia sobre el coeficiente de correlación, se estudia.
2.1.3 Matriz experimental y metodología general de la investigación
Para determinar la CTSE se tuvieron en consideración dos niveles de presión ∆P. El nivel
inferior corresponde a la filtración bajo la fuerza de gravedad y el superior a la filtración al
vacío con una diferencia de presión igual a 29,4 kPa (0,3 at). En calidad de nivel inferior se
asumió la filtración gravitatoria.
La CTE se obtuvo solamente por filtración al vacío.
Para determinar la CPC, el nivel superior del coeficiente de separación se asumió igual a
2000 y el inferior igual a 1000.
Fueron considerados dos niveles de intensidad de agitación I a . El inferior corresponde al
lavado del mineral mediante el removido manual, seguido por la homogeneización y
muestreo bajo un criterio de Reynolds Re = 2,4 ⋅ 10 4. El superior corresponde al lavado bajo
un criterio de Reynolds Re = 1,0 ⋅ 10 5 , seguido por la homogeneización y el muestreo bajo el
mismo criterio de Reynolds.
Fueron utilizados dos niveles de concentración de sólidos inicial: 3,95 y 8,58 % en volumen,
que corresponden aproximadamente a las concentraciones másicas 12,5 % y 25 %, bajo el
supuesto de que la densidad del mineral es igual a 3,55 g/cm3.
En el diseño experimental, la VS inicial fue determinada únicamente en el nivel mínimo de
concentración de sólidos inicial φ 0 , que es similar al utilizado para el mismo propósito en el
nivel industrial.
En la tabla 2.1 se muestran los valores asignados a cada factor en sus dos niveles.
Tabla 2.1. Factores considerados y sus niveles reales
No.
Factor
Nivel inferior
Nivel superior
1
φ 0 , % vol.
3,95
8,58
2
I ag
3
∆P
Ks
4
El correspondiente al lavado manual y
Re = 2,4 ⋅ 10 4
durante el muestreo
0,392 kPa (4 cm de H2O)
1000
Re = 1,0 ⋅ 10 5
29,43 kPa (0,3
at)
2000
19
�En la tabla 2.2, se muestran las combinaciones de condiciones experimentales codificadas.
El nivel inferior y superior asignado a cada factor, se representa con los signos ( - ) y ( + )
respectivamente.
Tabla 2.2 Matriz experimental codificada
CPE, CTSE, CTE, CPC CTSE
No. Serie
1
2
3
4
A
B
C
D
φ0
Ia
∆P
+
+
-
+
+
-
CTE
CPC
VS
∆P Ks φ 0 I a
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
-
+
+
En esta tabla se muestra que en la serie A, cuando en calidad de variable explicativa se
asumió la concentración de sólidos en la torta sin escurrir CTSE, se aplicaron
combinaciones de tratamiento de tres factores: la concentración de sólidos inicial φ0 , la
intensidad de agitación I a durante la preparación de la suspensión y la presión ∆P durante
la filtración. Cuando la variable explicativa es la CPC, en calidad de tercer factor se
consideró el coeficiente de separación Ks. Cuando en calidad de variable predictora se
tomó la CTE, conforme ha sido fundamentado anteriormente, esta variable se tomó
solamente en el nivel superior de presión ∆P.
Cada serie experimental está compuesta de 13 corridas. El esquema de una corrida
experimental se resume en la primera conclusión de este capítulo.
El orden en que serían realizadas las corridas experimentales, se decidió parcialmente al
azar. En la tabla 2.3 aparecen los intervalos en que varían la desviación típica S n −1 , y el
error relativo δx = ∆x ⋅ 100 x , donde ∆x es el error absoluto de estimación y x es el
promedio. El error absoluto de estimación se calculó con un nivel de confianza α = 0,05 .
Tabla 2.3 Intervalos de variación de la desviación típica y el error relativo
Variable
CPC
CTSE
VS
CTE
0,1
0,5
0,6
1,0
Sn-1
0,3
0,8
1,1
1,3
δx
0,2
1,2
1,4
2,5
0,7
2,0
2,7
3,2
La limpieza de errores graves se realizó mediante el criterio de Student.
2.2 Procedimientos experimentales particulares
2.2.1 Preparación y muestreo de la suspensión
Una vez que se obtuvieron las muestras de trabajo, se lavó a la intensidad de agitación I a
preestablecida y seguidamente se agitó durante 40 min mientras se reajustaba la
concentración de sólidos en la suspensión y se practicaba el muestreo.
Las muestras de suspensión se tomaron manualmente de diferentes partes del volumen de
la suspensión mientras se agitaba y se vertieron de forma intercalada en las probetas para
la sedimentación gravitatoria y en los frascos destinados a almacenar las muestras para la
filtración y la sedimentación centrífuga. Dicho de otro modo, el contenido del tomamuestras
20
�se tomó unas veces para la centrifugación, otras para la filtración y otras para la
sedimentación. Así sucesivamente, hasta completar el volumen deseado para cada prueba.
La calidad del muestreo se comprobó mediante una prueba de control, que permitió concluir
que ha sido garantizada la homogeneidad de las muestras.
2.2.2 Pruebas de sedimentación gravitatoria
Las pruebas de sedimentación gravitatoria para determinar la CPE y la VS, se realizaron en
probetas de 1000 cm3. Para dar por terminada la prueba de sedimentación destinada a
determinar la CPE, se asumió como condición que la altura de la capa de sedimento o
producto espesado se mantuviese constante en el transcurso de tres días.
La densidad de las muestras de mineral se determinó mediante el pignómetro a gas modelo
SPY-3, serie 467 fabricado por “Quantachrome Corporation”. En calidad de gas
pignométrico se utilizó Helio.
La concentración de sólidos final se determinó por la ecuación
C s, f =
M sol
M sol
=
M p ,e M s ,i − (Vs ,i − V p ,e )
donde M sol - masa de sólidos, g; M p ,e - masa del producto espesado, g; M s ,i - masa de
suspensión al inicio del experimento, g; Vs ,i - volumen de suspensión al inicio del
experimento, cm3; V p ,e - volumen del producto espesado, cm3.
En esta ecuación se admite que la densidad del agua es igual a 1 g/cm3.
La masa de sólidos se determinó por diferencia, después de filtrar el producto espesado y
secarlo.
2.2.3 Prueba de sedimentación centrífuga
Las pruebas de sedimentación centrífuga se realizaron en una centrífuga de laboratorio
modelo TDL-5-A, fabricada por “Shanghai Scientific Instrument Factory”, dotada de control
electrónico de frecuencia de rotación. Después de programar la centrífuga para las
frecuencias de rotación deseadas, se comprobó que este parámetro se mantenía
prácticamente constante.
El tiempo de centrifugación garantiza la obtención de la CPC de equilibrio.
El volumen de las muestras tomadas para realizar la prueba de centrifugación garantiza un
error menor que el asumido en calidad de máximo admisible en la determinación de la CPC.
La concentración de sólidos se determinó por diferencia de masas, después de secar el
sedimento.
2.2.4 Prueba de filtración
La prueba de filtración se realizó en la instalación representada en la fig. 2.3, formada por el
embudo de porcelana (1), en el cual se coloca un filtro de papel de filtración rápida. El
embudo (1) se comunica con el quitasato (2), que realiza la función de colector de filtrado. El
enrarecimiento se garantiza mediante la bomba de vacío (3) y puede ser regulado por medio
de la válvula (4), que comunica al tanque compensador de oscilaciones de presión (5) con la
atmósfera. El enrarecimiento es indicado por el vacuómetro metálico (6). La válvula de tres
vías (7), garantiza el enrarecimiento y la despresurización del matraz de succión (2) y del
filtro (1).
21
�En este caso, también es valido lo escrito en el último párrafo del epígrafe anterior para la
CPC.
Fig. 2.3 Esquema de la instalación experimental para la prueba de filtración
2.3 Correlación y regresión
Como medida de la capacidad predictiva de las variables consideradas en calidad de
explicativas, se utilizó el coeficiente de correlación muestral r.
Para ello se asume que la CPE como variable respuesta o dependiente Y , puede ser una
función lineal tanto en las variables como en los parámetros, de cada una de las variables
explicativas o regresoras consideradas (CTSE, CTE, CPC y VS). Luego, debe cumplirse la
función
Y = β 0 + β1 X + ε
(2.9)
donde X - variable explicativa; ε - error (se conoce además como perturbación
estocástica); β 0 , β 1 - parámetros de la ecuación de regresión.
Los estimadores de β 0 y β 1 , se representan por b0 y b1 respectivamente.
El cálculo del coeficiente de correlación y el ajuste de la recta de regresión, se realizó
mediante la herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel 2000”.
Para establecer la significación del coeficiente de correlación, se registró la probabilidad de
significación de la hipótesis nula que supone la igualdad a cero del coeficiente de
correlación, ofrecido por la referida herramienta y se comparó con el nivel de significación
máximo admisible (0,05). También se registraron los límites del intervalo de confianza del
coeficiente de correlación. Para el control de los supuestos en que se basa el cálculo de
regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados ordinarios, se previo la posibilidad
de que puedan cumplirse las ecuaciones de regresión
Y = β 0 + β1 X 1 + β 2 X 2
(2.9a)
y
Y = β0 + β2 X 2
donde
(2.9b)
X 1 es la variable asumida en calidad de explicativa y X 2 = X 12 .
22
�Conclusiones
1. El diseño experimental está constituido por cuatro series experimentales, que incluyen
13 corridas. En cada corrida se preparó una suspensión a partir de una muestra de
trabajo. De esta suspensión se tomaron las muestras para realizar las pruebas de
sedimentación gravitatoria, filtración y centrifugación, para determinar las variables CPE,
CTSE, CTE y VS en los niveles previamente seleccionados de los factores intensidad de
agitación I a durante el lavado, concentración de sólidos inicial en la suspensión φ 0 , así
2.
3.
4.
5.
como de la presión durante la filtración ∆P y el coeficiente de separación durante la
centrifugación Ks .
El esquema general de trabajo en el laboratorio, consistió en la selección de la muestra
de trabajo, seguida de la realización de la correspondiente corrida experimental como se
muestra en la fig. 2.1. Cada variable se determinó a partir de tres mediciones. Ante la
presencia de errores groseros, la determinación de la variable se repitió hasta obtener
como mínimo tres mediciones confiables. Estos pasos se repitieron hasta completar la
totalidad de las corridas.
Los mayores errores relativos, fueron observados en la determinación de la CTE. Estos
se encuentran en el intervalo de (2,5 – 3,2 %).
El volumen de las muestras tomadas para realizar la pruebas de centrifugación y
filtración, garantiza un error menor que el asumido en calidad de máximo admisible en la
determinación de la CPC.
El tiempo de centrifugación garantiza la obtención de la CPC de equilibrio.
23
�CAPÍTULO 3
COMPROBACIÓN EMPÍRICA DE LOS RESULTADOS TEÓRICOS
La comprobación empírica de los resultados teóricos, se realiza mediante el método
experimental en el nivel de laboratorio, el método estadístico y el método lógico.
3.1 Resultados experimentales
Los resultados del tratamiento previo de los datos experimentales ejemplificados en el caso
de las series experimentales A, aparecen en la tabla 3.1.
Tabla. 3.1 Resultados del tratamiento previo de los datos experimentales
Variable
ExperiNo. mento
CPE
CPE
% más. % vol.
CTSE
CTSE
CTSE
CTSE
CTE
% más. % vol. % más. % vol. % más.
Presión inferior
Presión superior
CPC
CPC
% más.
% más.
Ks inferior Ks superior
VS
mm/h
1
A1
41,6
16,0
43,3
17,0
57,5
26,6
64,2
58,3
62,3
53,5
2
A2
28,9
9,7
31,1
10,6
39,7
14,8
56,4
51,5
56,3
33,0
3
A3
39,1
14,6
41,4
15,8
52,2
22,5
63,8
59,0
62,1
57,5
4
A4
37,5
14,0
40,6
15,6
50,3
21,5
60,8
54,1
58,1
35,0
5
A5
37,0
13,7
40,3
15,5
48,7
20,5
59,2
52,9
57,0
27,0
6
A6
36,5
13,9
39,0
15,2
50,2
22,0
60,4
51,0
56,1
49,5
7
A7
38,7
15,1
40,1
15,8
51,9
23,3
59,8
53,5
57,3
72,5
8
A8
32,4
11,3
34,7
12,3
45,6
18,2
58,9
52,8
57,6
26,5
9
A9
40,9
15,5
43,6
17,1
53,6
23,5
63,6
58,7
62,0
66,0
10
A10
37,6
14,3
39,2
15,1
51,9
23,0
60,3
51,7
55,3
60,0
11
A11
38,9
14,6
41,9
16,2
51,7
22,3
58,4
52,4
55,5
48,5
12
A12
35,9
12,9
37,3
13,6
47,2
19,1
60,9
55,7
59,9
55,0
13
A13
36,2
13,3
38,4
14,5
50,0
21,3
60,6
54,9
58,6
67,5
3.1.1 Resultados del cálculo de correlación y regresión
Los resultados del cálculo de correlación y regresión bajo el supuesto de regresión lineal,
realizado como se explica en el epígrafe 2.3, se muestran en la tabla 3.2, donde aparece el
coeficiente de correlación lineal r, la probabilidad de significación observada de su igualdad
a cero α r , los límites inferior y superior de su intervalo de confianza rinf y rsup, el error típico
de estimación E , así como los valores de la pendiente b1 y del intercepto b0, y los límites de
sus respectivos intervalos de confianza.
Tabla 3.2 Resultados del análisis de correlación y regresión
No.
Serie
r
αr
rinf
rsup
E
b1
b1,inf
b1,sup
b0
b0,inf
b0,sup
-0,9
-0,5
-5,6
-6,0
3,9
5,0
CPE, % más. vs CTSE, % más. (Presión inferior)
1
2
A
B
0,983 0,000
0,980 0,000
0,942
0,932
0,995
0,994
0,65
0,70
0,9636
0,9648
0,8439
0,8345
1,0833
1,0951
24
�r
αr
No.
Serie
3
4
C
D
0,979 0,000
0,986 0,000
5
6
7
8
A
B
C
D
0,968
0,965
0,971
0,969
0,000
0,000
0,000
9
10
11
12
A
B
C
D
0,781
0,862
0,860
0,763
0,002
0,000
0,000
0,002
13
14
15
16
A
B
C
D
0,567
0,606
0,623
0,559
0,043
0,028
0,023
0,047
17
18
19
20
A
B
C
D
0,601
0,636
0,650
0,577
0,030
0,019
0,016
0,039
21
22
23
24
A
B
C
D
0,494
0,605
0,611
0,464
0,086
0,029
0,027
0,111
0,000
rinf
rsup
E
b1
b1,inf
b1,sup
0,931 0,994 0,69
0,9859
0,8512 1,1207
0,951 0,996 0,54
0,9700
0,8596 1,0803
CPE, % más. vs CTSE, % más. (Presión superior)
0,892 0,991 0,89
0,7642
0,6319 0,8965
0,884 0,990 0,92
0,7860
0,6442 0,9277
0,904 0,992 0,81
0,7570
0,6341 0,8800
0,897 0,991 0,80
0,6225
0,8757
0,7491
CPE, % más. vs CTE, % más. (Presión superior)
0,404 0,931 2,20
1,1749
0,5512 1,7986
0,593 0,958 1,78
1,1161
0,6811 1,5510
0,588 0,957 1,75
1,0899
0,6611 1,5187
0,366 0,925 2,08
0,9895
0,4333 1,5458
CPE, % más. vs VS, mm/2h
0,024 0,852
2,90
0,1240
0,0045 0,2436
0,082 0,867 2,80
0,0878
0,0113 0,1643
0,109 0,874 2,68
0,1092
0,0182 0,2002
0,011 0,849 2,67
0,1134
0,0018 0,2250
CPE, % más. vs CPC, % más. (Ks inferior)
0,074 0,865 2,82
0,7255
0,0846 1,3664
0,132 0,879 2,72
0,7888
0,1544 1,4231
0,155 0,884 2,60
0,7638
0,1715 1,3562
0,038 0,856 2,63
0,6584
0,0399 1,2769
CPE, % más. vs CMPC, % más. (Ks superior)
-0,079 0,821 3,07
0,6642
-0,1123 1,4407
0,080 0,867 2,80
0,7924
0,0994 1,4853
0,090 0,869 2,71
0,7330
0,1019 1,3641
-0,117 0,808 2,86
0,5451
-0,1462 1,2365
b0
b0,inf
b0,sup
-1,0
0,1
-6,3
-3,8
4,4
4,1
-1,2
-0,5
-0,9
-2,5
-7,9
-7,8
-7,3
-8,8
5,4
6,8
5,4
3,8
-34,1
-27,2
-27,3
-24,3
-71,9
-53,5
-53,0
-57,6
3,7
-1,0
-1,6
9,0
30,8
31,0
27,2
29,1
24,6
23,0
17,9
23,2
37,0
39,1
36,4
35,0
-2,4
-3,1
-1,9
0,5
-37,3
-37,8
-32,9
-31,7
32,5
31,6
29,1
32,8
-1,7
-6,4
-2,7
4,8
-47,0
-47,0
-37,8
-33,4
43,6
34,3
32,4
42,9
3.1.2 Control de observaciones anómalas
En el caso de la regresión lineal de la CPE sobre la CTE, los residuos estándares en los
puntos A11, C11 y D11 son mayores que 2. Lo mismo ocurre con los puntos A2, B2, C2 y
D2, en el caso de la regresión lineal de la CPE sobre la CPC en ambos niveles del
coeficiente de separación. Esto quiere decir, que las anomalías observadas son
sistemáticas, por lo que se decide aceptarlas y se recomienda considerar en estudios
posteriores, la posibilidad de que la divergencia de las referidas observaciones, se
encuentre condicionada por las particularidades del mineral.
3.2 Análisis de los resultados
3.2.1 Comportamiento del coeficiente de correlación y los parámetros en la ecuación
de regresión
En la tabla 3.2 (filas 1-12), se observa que la correlación lineal bivariada entre la CPE y las
variables CTSE y CTE, es positiva y significativa, pues en todas las condiciones
experimentales la probabilidad de significación observada es mucho menor que 0,05. Lo
mismo ocurre con la correlación entre la CPE y la CPC (filas 17-20, 22 y 23). De esta
manera ha quedado confirmado empíricamente, que la CPE correlaciona positivamente con
la CTSE, la CTE, la CPC. Esto permite recomendar que en futuras investigaciones sean
incluidas en el estudio experimental, la concentración de sólidos obtenida por filtración
centrífuga y la obtenida por compresión mecánica, cuya capacidad explicativa de la CPE ha
sido fundamentada teóricamente; pero no ha sido realizado el estudio de confirmación
empírica.
25
�Solamente en dos combinaciones de condiciones experimentales (filas 21 y 24), la
probabilidad de significación observada es mayor que 0,05 (0,086 y 0,111 respectivamente).
En correspondencia con esto, el límite inferior del intervalo de confianza del coeficiente de
correlación, en ambos casos es menor que cero (-0,079 y -0,117 respectivamente). Esto
sucede, cuando la CPC se obtiene en el nivel superior del coeficiente de separación Ks ,
cuando la intensidad de agitación I a se encuentra en el nivel superior y la concentración de
sólidos inicial φ 0 en cualquier nivel. Esto constituye una premisa acerca de la influencia
negativa del coeficiente de separación Ks y la intensidad de agitación I a sobre el
coeficiente de correlación entre la CPE y la CPC.
En las filas 13-16, se observa que la correlación entre la CPE y la VS es positiva y
significativa. Esto se encuentra en correspondencia con la conclusión teórica del capítulo 1,
sobre la existencia de premisas teóricas acerca de la posibilidad de que la VS correlacione
con la CPE.
En la fig. 3.1 se presentan los intervalos de confianza de los coeficientes de correlación
obtenidos en la serie A. El comportamiento en las demás series es similar. En esta figura se
confirma que la CTSE garantiza un coeficiente de correlación muestral, mayor que el
garantizado por la VS. Esto se encuentra en correspondencia con lo expuesto en las
conclusiones del capítulo 1, acerca de la existencia de premisas teóricas sobre la posibilidad
de que la VS correlacione con la CPE y de que el coeficiente de correlación entre estas dos
variables sea relativamente bajo.
En la fig. 3.1, no es posible confirmar diferencia significativa entre el coeficiente de
correlación cuando la variable explicativa es la CTSE, obtenida en le nivel superior de fuerza
motriz de la filtración y el coeficiente de correlación cuando la variable explicativa es la CTE,
obtenida en el mismo nivel de fuerza motriz. No obstante, la tendencia observada
corresponde con la conclusión teórica del capítulo 1, referente a que el coeficiente de
correlación entre la CPE y la CTE, debe ser menor que entre la primera variable y la CTSE.
Tampoco es posible confirmar la influencia del coeficiente de separación Ks sobre el
coeficiente de correlación entre la CPE y la CPC, ni la influencia de la fuerza motriz de la
filtración sobre el coeficiente de correlación entre la CPE y la CTSE. Sin embargo, las
tendencias observadas, se encuentran en correspondencia con la conclusión teórica,
referente a que el coeficiente de correlación lineal entre la CPE y las variables explicativas,
es función decreciente de la fuerza motriz de la compresión.
26
�Fig. 3.1 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y cada variable
explicativa en la serie A.
Para confirmar la afirmación anterior se considera que en el caso de la filtración, la presión
de compresión es la suma de la presión de arrastre y de la presión provocada por el peso de
las capas que se encuentran por encima de la capa analizada. Como resultado de la
acumulación de pérdidas por fricción, la presión de arrastre y por ende la presión de
compresión, se incrementa aguas abajo respecto al flujo de filtrado. En la misma medida
diminuye la presión hidrostática (Tiller y Yeh, 1987).
Para un estudio cualitativo acerca de la influencia de la presión de compresión sobre el
coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión, se toma como
referencia la presión de compresión soportada por la capa de sedimento que se encuentra
en contacto directo con el medio filtrante, una vez que todo el sólido se ha depositado.
Esta presión de compresión, si se desprecia la resistencia del medio filtrante y el peso del
sólido, se puede considerar aproximadamente igual a la fuerza motriz de la filtración.
Luego, los valores de la presión de compresión al final de la formación del sedimento, en la
capa que se encuentra en contacto con el medio filtrante, en los niveles inferior y superior se
conocen y de acuerdo con la tabla 2.1 son iguales a 0,392 y 29,43 kPa respectivamente.
En el caso de la centrifugación, la presión de compresión viene dada por la ecuación
Pc =
m ⋅ g ⋅ Ks
0,785d 2
donde m – masa de sólidos, kg; g – aceleración gravitatoria, m/s2; d – diámetro del
sedimento; m
El comportamiento del coeficiente de correlación r y la pendiente b1 en función de la presión
de compresión se encuentra representado en la fig. 3.4 y 3.5 respectivamente.
A partir de la fig. 3.2 es posible confirmar que el coeficiente de correlación lineal entre la
CPE y las variables explicativas CTSE y CPC, es función decreciente de la presión de
compresión y además, que el límite del coeficiente de correlación cuando la presión de
compresión Pc tiende a cero, es igual a la unidad.
27
�Fig. 3.2 Líneas de tendencia del coeficiente de correlación r, en función de la presión de compresión
Pc .
Fig. 3.3 Líneas de tendencia de la pendiente b1 en función de la presión de compresión Pc .
A partir de la fig 3.3 se confirma experimentalmente que el límite de la pendiente, cuando la
presión de compresión tiende a cero, es igual a la unidad.
El menor valor observado de las variables CTSE y CPC, es mucho mayor que cero (igual a
28,9, de acuerdo con la tabla 3.1, fila 41). Esto equivale a decir que el intercepto ha sido
estimado por extrapolación, por lo que resulta improcedente realizar el análisis de su
tendencia cuando la presión de compresión tiende a cero.
No obstante, para obtener un criterio valorativo, en la fig. 3.4 se grafica el comportamiento
del intercepto en función de la presión de compresión. En esta figura se observa que a pesar
de las limitaciones expuestas en el párrafo anterior, las líneas de tendencia muestran la
disminución del módulo del intercepto con la disminución de la presión de compresión Pc y
convergen en valores cercanos a cero. Lo anterior, a pesar de que por las razones ya
expuestas, se considera insuficiente para confirmar la conclusión teórica de que el intercepto
tiende a cero cuando la presión de compresión Pc tiende a cero, se encuentra en
correspondencia con el referido resultado teórico.
28
�Fig. 3.4 Líneas de tendencia del intercepto b0 en función de la presión de compresión Pc .
El control de los supuestos relativos a la correcta especificación de la regresión lineal, la
falta de autocorrelación entre la perturbaciones, la homocedasticidad de las varianzas y la
distribución normal de las perturbaciones, permitió aceptar los cuatro supuestos en todas la
regresiones excepto en tres. Esta situación fue considerada aceptable sin necesidad de
darle un tratamiento más profundo; pues en caso de excluir estas regresiones del análisis,
se puede arribar a las mismas conclusiones a las que se arriba con ellas incluidas a pesar
de las referidas violaciones.
3.2.2 Influencia de la concentración de sólidos inicial y la intensidad de agitación
sobre las variables explicativas
Si la concentración de sólidos inicial en la suspensión para la prueba de sedimentación, es
cercana al 25 % en masa, la altura recorrida por la interfase agua-suspensión en el
transcurso de 2 h, es tan pequeña que los errores relativos cometidos en su lectura, resultan
inadmisibles. Es por ello que en el nivel industrial y en esta investigación, para determinar la
velocidad de sedimentación la suspensión se diluye hasta 12,5 %.
Sin embargo, las variables explicativas estudiadas, en caso de ser utilizadas para la
predicción de la CPE, tienen como ventaja que para su determinación, la suspensión no
tiene que ser diluida obligatoriamente. Tan solo se exige, que para obtener un error absoluto
menor que el máximo admisible en la determinación de la concentración de sólidos, se tome
una muestra de sedimento homogenizado, igual a la exigida por el método experimental
utilizado. Por ejemplo, en esta etapa, se justifica que tanto para la prueba de centrifugación
como para la prueba de filtración, la muestra de sedimento debe contener una masa mínima
de sólidos igual a 6 g. En caso de que la determinación de la concentración de sólidos se
realice por un método especializado y por consiguiente más exacto, esa masa podrá ser
menor.
Lo anterior constituye una ventaja de las variables aportadas por este trabajo.
Para contar con una valoración, sobre la necesidad de realizar el referido control, durante la
determinación de las nuevas variables explicativas, se estudió la influencia de la
concentración de sólidos inicial φ 0 y la intensidad de agitación I a , sobre estas variables.
Para enriquecer el análisis, se incluyó el estudio de estos factores sobre la CPE. Los
resultados forman parte del resumen general.
29
�Resumen general
El estudio del estado del arte permitió llegar a la conclusión, de que el problema abordado
no ha sido resuelto satisfactoriamente y el estudio de la posibilidad de predecir la CPE
mediante la concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica
de sistemas líquido-sólido, contribuye a la solución de un problema global.
El estudio teórico de las regularidades conocidas de la separación mecánica de sistemas
líquido-sólido, permitió preseleccionar las variables que pueden correlacionar con la CPE y
prever la influencia de los factores más importantes, sobre esta correlación.
La comprobación empírica en el nivel de laboratorio de las conclusiones teóricas, permitió
obtener los siguientes resultados y recomendaciones.
1. La CPE correlaciona positivamente con la CTSE, la CTE y la CPC;
2. Si en calidad de variables explicativas se asumen la CTSE y la CPC, se cumplen las
siguientes regularidades:
•
El coeficiente de correlación lineal, es una función decreciente de la presión de
compresión del sedimento.
•
Cuando la presión de compresión del sedimento tiende a cero, el coeficiente de
correlación lineal y la pendiente tienden a la unidad.
•
La influencia de las condiciones experimentales sobre el coeficiente de correlación,
y la pendiente de la ecuación de regresión lineal, disminuye con la disminución de
la presión de compresión del sedimento.
3. El módulo del intercepto de la ecuación de regresión con una variable independiente, de
la CPE sobre la CTSE y la CPC, disminuye con la disminución de la presión de
compresión Pc y converge en valores cercanos a cero. Lo anterior se encuentra en
correspondencia con el resultado teórico que predice la tendencia a cero del intercepto,
cuando la presión de compresión tiende a cero.
4. La correlación entre la CPE y la VS es positiva y significativa; pero la CTSE garantiza un
coeficiente de correlación muestral, mayor que el garantizado por la VS. Esto se
encuentra en correspondencia con las premisas teóricas que prevén la posibilidad de
que la VS correlacione con la CPE y que el coeficiente de correlación entre estas dos
variables sea relativamente bajo.
5. La intensidad de agitación influye negativamente sobre la CTSE, la CPE y la VS, sin
embargo, sobre la CTE y la CPC, no influye o influye negativamente; pero en menor
grado que sobre la CPE y la CTSE. La influencia observada de la intensidad de
agitación, sobre la CPE y la VS, confirma los resultados experimentales de otros autores.
En el caso de la CTE y la CPC, se recomienda continuar el estudio hasta dilucidar si la
influencia de la intensidad de agitación sobre estas variables, a pesar de ser pequeña,
exige el control de este factor, durante determinaciones con fines predictivos.
6. La concentración de sólidos inicial influye positivamente sobre CPE, la CTSE en el nivel
inferior de presión, la CTE y la CPC. Sin embargo, la influencia de este factor sobre la
CTSE en el nivel superior de presión, se considera técnicamente despreciable. Esto
confirma la predicción teórica referente a que la influencia de la concentración de sólidos
inicial en la suspensión, sobre la CPE es positiva, sin embargo, esta influencia sobre la
CTSE, debe ser más complicada.
7. Del punto anterior se deduce, que si la determinación de la CTSE con fines predictivos,
se realiza con una fuerza motriz igual a la del nivel superior utilizado en este trabajo
(29,43 kPa), no será necesario nivelar la concentración de sólidos inicial en un valor
constante, como en el caso de la VS. No obstante, es necesario continuar estudios, para
conocer la influencia de la concentración de sólidos inicial sobre la CTSE, en otros
niveles de fuerza motriz.
30
�8. Las variables explicativas estudiadas, en caso de ser utilizadas en calidad de variables
predictoras de la CPE, tienen como ventaja que para su determinación, la suspensión no
tiene que ser diluida obligatoriamente como ocurre en el caso de utilizar la VS como
variable predictora.
Ha quedado pendiente la confirmación de los siguientes aspectos:
1. La tendencia de la concentración de sólidos obtenida por otros métodos, a igualarse a la
CPE, si los valores de esta última variable son suficientemente elevados.
2. La posibilidad de que la concentración de sólidos obtenida por filtración centrífuga y la
obtenida por compresión mecánica, también correlacionen con la CPE.
3. La influencia de los factores de compresibilidad individuales y su desviación típica, sobre
el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión.
4. El límite del intercepto, cuando la presión de compresión Pc , tiende a cero, es igual a
cero y la influencia de las condiciones experimentales sobre el intercepto, disminuye con
la disminución de la presión de compresión.
5. El coeficiente de correlación entre la CPE y la CTE, es menor que entre la primera
variable y la CTSE. Tener en cuenta que a pesar de que este resultado no se confirma
estadísticamente, la tendencia observada coincide con lo previsto.
CONCLUSIONES
1. La novedad científica consiste en la predicción teórica y confirmación empírica de la
relación estadística entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación
gravitatoria y la obtenida por filtración sin escurrido, filtración con escurrido y
sedimentación centrífuga; así como de las principales tendencias en el comportamiento
de esta relación, en función de las condiciones experimentales. Esto se desglosa en los
siguientes resultados:
a) La concentración de sólidos en el producto espesado correlaciona positivamente con
la concentración de sólidos en la torta sin escurrir, la concentración de sólidos en la
torta escurrida y la concentración de sólidos en el producto obtenido por
sedimentación centrífuga.
b) Si en calidad de variables explicativas se asumen la concentración de sólidos en la
torta sin escurrir y la concentración de sólidos en el producto obtenido por
sedimentación centrífuga, se cumplen las siguientes regularidades:
• El coeficiente de correlación lineal, es una función decreciente de la presión de
compresión del sedimento.
• Cuando la presión de compresión del sedimento tiende a cero, el coeficiente de
correlación lineal y la pendiente tienden a la unidad.
2. La correlación muestral entre la concentración de sólidos en el producto espesado y la
velocidad de sedimentación es positiva y significativa; pero la concentración de sólidos
en la torta sin escurrir, garantiza un coeficiente de correlación, mayor que el garantizado
por la velocidad de sedimentación.
3. Para realizar pruebas predictivas mediante las nuevas variables estudiadas, no es
necesario diluir la suspensión como sí lo es en el caso de la variable predictora actual (la
velocidad de sedimentación). Si la determinación de la concentración de sólidos en la
torta sin escurrir con fines predictivos, se realiza con una fuerza motriz igual a la del nivel
superior utilizado en este trabajo (29,43 kPa), tampoco será necesario nivelar la
concentración de sólidos inicial en un valor constante.
RECOMENDACIONES
1. Realizar el estudio de confirmación empírica de las predicciones teóricas aún no
confirmadas, que aparecen en el resumen general.
31
�2. Completar el estudio para la selección de la variable predictora, las condiciones
experimentales y el cálculo de los parámetros en la ecuación de regresión, para la
predicción de la concentración de sólidos en el producto espesado en espesadores de
descarga continua. Esta recomendación se encuentra enriquecida en el anexo.
3. Realizar los estudios necesarios para la aplicación de los resultados en la predicción de
la concentración de sólidos en el producto espesado en el caso de materiales no
lateríticos.
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ANEXO
1.
Con vista a la aplicación práctica del resultado, llevar a cabo las siguientes acciones:
• Estudiar la influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 sobre la CTSE, en otros niveles
de fuerza motriz.
• Seleccionar el nivel de fuerza motriz recomendable para realizar las pruebas de filtración y
centrifugación. Para ello tener en consideración los resultados del punto anterior, así como el
efecto negativo de la presión de compresión sobre el coeficiente de correlación y el tiempo
necesario para la prueba. Tener en cuenta además, que con la disminución del volumen de la
muestra, disminuye el tiempo necesario para la prueba predictiva.
• Estudiar la posibilidad de reducir el tiempo de centrifugación.
• Encontrar las ecuaciones de regresión bivariada de la CPE obtenida en un espesador de
operación continua, sobre la CTSE, la CTE y la CPC.
• Dilucidar experimentalmente, si la influencia de la intensidad de agitación sobre la CTE y la
CPC, a pesar de ser pequeña, exige el control de este factor durante determinaciones con
fines predictivos.
• Seleccionar la variable que complemente o sustituya a la VS en la predicción de la CPE, en el
nivel industrial.
Para seleccionar la variable que puede ser utilizada en calidad de predictora de la CPE, es necesario
tener en cuenta un compromiso entre sus ventajas y desventajas en cuanto a los siguientes acápites:
• Valor del coeficiente de correlación de la variable explicativa con la CPE.
• Tiempo necesario para llevar a cabo la predicción y grado de complejidad en la realización de la
predicción.
• Error con que se determina la variable explicativa.
• Costos necesarios para realizar la predicción.
Sobre esto, se recomienda considerar los siguientes aspectos:
• En este trabajo se concluye que el coeficiente de correlación muestral, garantizado por la CTSE
en el nivel de presión superior es mayor que el garantizado por la VS;
• A pesar de que no se demuestra estadísticamente la superioridad del coeficiente de correlación
entre la CPE y la CTE respecto al coeficiente de correlación entre la CPE y la VS, tampoco se
demuestra lo contrario.
• Para las pruebas de sedimentación es necesario diluir la suspensión y mantener un nivel de
concentración de sólidos inicial φ 0 constante; sin embargo, en caso de utilizar como predictora
cualquiera de las nuevas variables, no es necesario diluir la suspensión. En el caso particular de la
CTSE, tampoco es necesario mantener un nivel constante de concentración de sólidos inicial.
• El tiempo de respuesta total de la metodología de predicción actual, basada en la VS como
variable predictora, constituye aproximadamente 2,3 h (incluye el tiempo necesario para tarar la
probeta, tomar la muestra, determinar su densidad, decidir cual es el volumen de suspensión que
debe ser añadido, controlar la masa final, agitar y dejar en reposo). En el caso de la metodología a
la que puede dar lugar la CTSE en el nivel superior de presión, sería necesario esencialmente
tomar la muestra, filtrarla en aproximadamente (10-15) min y determinar la concentración de
sólidos en la torta en aproximadamente 30 min. De modo que, si se cuenta con una reserva, el
tiempo de respuesta no excederá 1 h.
• El error con que se determinan las variables explicativas se encuentra en la tabla 2.3.
• Es necesario calcular en cuanto se incrementa el costo de las pruebas predictivas al utilizar para
ello las nuevas variables.
36
�
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Variables para el control de la concentración de sólidos alcanzable por sedimentación gravitatoria
Creator
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Armín Mariño Pérez
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Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
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2002
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
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TESIS
VARIABLES PARA EL CONTROL DE LA
CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS
ALCANZABLE POR SEDIMENTACIÓN
GRAVITATORIA
Armín Mariño Pérez
�Página legal
Título de la obra:Variables para el control de la concentración de sólidos alcanzable por
sedimentación gravitatoria, 102pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN:
1.Autor: ArmínMariño Pérez
2.Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
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Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
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e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: http://repoedum.ismm.edu.cu
�INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ
FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA
DEPARTAMENTO DE METALURGIA
Variables para el control de la concentración de sólidos alcanzable
por sedimentación gravitatoria
Tesis presentada en opción al grado científico de
Doctor en Ciencias Técnicas.
M. Sc. Armín Mariño Pérez
Moa
2002
�INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ
FACULTAD DE METALURGIA Y ELECTROMECÁNICA
DEPARTAMENTO DE METALURGIA
Variables para el control de la concentración de sólidos alcanzable
por sedimentación gravitatoria
Tesis presentada en opción al grado científico de
Doctor en Ciencias Técnicas.
Autor:
M. Sc. Armín Mariño Pérez
Tutores: Dr. C. José Falcón Hernández
Dr. C. George Eduardo Sales Valadao
Moa
2002
�TABLA DE IDENTIFICADORES
Término o
Abreviatura
Sedimento
CPE
CTSE
CTE
CPC
VS
Concepto o denominación
convencional
Observaciones
Lecho de sólidos relativamente
concentrado, obtenido como
resultado de cualquier proceso de
separación mecánica de sistemas
líquido-sólido
En dependencia del proceso concreto,
se distingue el producto espesado,
obtenido por sedimentación gravitatoria;
la torta sin escurrir (totalmente saturada
de humedad), obtenida por filtración; la
torta escurrida, obtenida a partir de la
torta sin escurrir mediante el soplado
con aire y el producto centrifugado,
obtenido por sedimentación centrífuga
Concentración de sólidos en el
producto espesado, ya sea en la
descarga del espesador industrial
o al final de la sedimentación
periódica en el laboratorio
Concentración de sólidos en la
torta sin escurrir
Concentración de sólidos en la
torta escurrida
Concentración de sólidos en el
producto centrifugado
Velocidad de sedimentación
Contextualmente se expresan en % en
volumen o % en masa
Se expresa en mm/h
�índice
INTRODUCCIÓN
7
CAPÍTULO 1 ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN Y RESULTADOS TEÓRICOS
15
1.1 Alcance de la investigación
15
1.2 Resultados teóricos
1.2.1 Caracterización de la humedad de materiales sólidos
1.2.2 Introducción teórica sobre sedimentación y filtración
1.2.3 Dependencia hipotética entre la concentración de sólidos en el producto espesado y la
concentración de sólidos en la torta sin escurrir
1.2.4 Otras dependencia hipotéticas y generalización
18
18
21
Conclusiones
36
CAPÍTULO 2 MATERIALES Y MÉTODOS
39
2.1 Obtención de las muestras de trabajo y diseño experimental general
2.1.1 Obtención de las muestras de trabajo
2.1.2 Selección de las variables explicativas y los factores a considerar en el plan experimental
2.1.3 Matriz experimental y metodología general de la investigación
39
39
40
42
2.2 Procedimientos experimentales particulares
2.2.1 Preparación y muestreo de la suspensión
2.2.2 Prueba de sedimentación gravitatoria
2.2.3 Prueba de sedimentación centrífuga
2.2.4 Prueba de filtración
48
48
50
52
54
2.3 Correlación y regresión
55
Conclusiones
56
CAPÍTULO 3 COMPROBACIÓN EMPÍRICA DE LOS RESULTADOS TEÓRICOS
57
3.1 Resultados experimentales
3.1.1 Resultados del cálculo de correlación y regresión
3.1.2 Control de observaciones anómalas
57
59
60
3.2 Análisis de los resultados
3.2.1 Comportamiento del coeficiente de correlación y los parámetros en la ecuación de
regresión
3.2.2 Influencia de la concentración de sólidos inicial y la intensidad de agitación sobre las
variables explicativas
62
Resumen general
75
CONCLUSIONES
78
27
32
62
69
�RECOMENDACIONES
79
REFERENCIAS
80
ANEXOS
85
ANEXO 1 Cálculos preliminares
85
ANEXO 2 Selección de la frecuencia de rotación del agitador
86
ANEXO 3 Correlación y regresión
88
ANEXO 4 Diferencia media en el caso de muestras pareadas
99
ANEXO 5 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la concentración de
sólidos en el producto espesado y cada variable explicativa en las series B, C y D. 100
ANEXO 6 Desarrollo de la recomendación No. 2
101
�INTRODUCCIÓN
En la Empresa “Comandante Pedro Soto Alba”, el mineral se extrae en varios frentes
de explotación y se transporta mediante camiones hasta la planta de “Preparación
de Pulpa”. En esta planta se prepara por vía húmeda hasta obtener una suspensión
cuya concentración de sólidos se encuentra alrededor de 25 % en masa. Esta
suspensión se transporta por gravedad hasta la planta de “Espesadores”, donde se
obtiene un producto espesado, cuya concentración de sólidos debe encontrarse en
niveles racionalmente elevados.
Las dificultades para mantener en la planta de “Espesadores”, valores de CPE (ver
tabla de identificadores) suficientemente elevados y estables, pueden provocar las
siguientes consecuencias:
•
Incremento del costo unitario del producto final a medida que disminuye la CPE.
Esto se produce como resultado del incremento de los costos asociados a la
obtención y transporte de agua, ácido sulfúrico y coral, así como al calentamiento
de la suspensión y el transporte de suspensiones tecnológicas y residuales.
•
Intensificación de las acciones nocivas al medio ambiente y a la sustentabilidad
de la producción a medida que disminuye la CPE. Entre estas acciones nocivas
se encuentran la emisión de gases de combustión, humo y calor en la
termoeléctrica; la extracción de coral de la plataforma insular; la emisión de licor
residual y la emisión de yeso con las colas.
•
Complicaciones operativas, en la planta de “Lixiviación” como resultado de las
variaciones de la CPE.
•
Complicaciones operativas en la mina para obtener mezclas, que además de
garantizar la ley de Ni (Níquel), Fe (Hierro) y Mg (Magnesio), garanticen
concentraciones de sólidos en el producto espesado racionalmente elevadas.
De lo anterior se deriva la permanente necesidad de encontrar vías cada vez más
eficientes, para incrementar y/o estabilizar la CPE y garantizar con ello el incremento
continuo de la eficiencia y la eficacia de la planta de espesadores.
7
�introducción
En la investigación bibliográfica realizada por el autor (1998), se puede apreciar que
los trabajos publicados hasta esa fecha, estuvieron orientados hacia el estudio de la
influencia que sobre la sedimentación, ejercen los siguientes factores:
1. Agentes de agregación.
2. Particularidades constructivas del espesador.
3. Características internas de la suspensión.
A continuación se refieren los trabajos más destacados en el estudio de la influencia
de cada grupo de factores y se resumen sus aportes y deficiencias esenciales.
La influencia de los agentes de agregación, específicamente los floculantes fue
estudiada por Martell (1969), Nebot (1969), Catasús (1971); Grave De Peralta (1970,
1971, 1971a), y la Sherritt Gordon inc. (1974).
Se estudió también la influencia de la magnetización (Martell, 1969), sin lograr el
incremento de la CPE.
Falcón (1997), refiere que en dos oportunidades se realizaron pruebas industriales
con adición de silicato de sodio a la pulpa, con resultados favorables para la VS;
pero insignificantes para la CPE.
Falcón et al. (1997) han planteado que en la mayoría de los trabajos, a pesar de
haberse logrado el incremento de la VS, la CPE no se ha incrementado e incluso ha
disminuido. Sobre esto agregan: “... el aumento de la velocidad de sedimentación en la
zona de caída libre, no determina el incremento del porcentaje de sólidos en el producto
espesado, pues en ello también influye la velocidad de compactación.”.
A pesar de que no se cuenta con información que se refiera a la realización de
pruebas exitosas en el nivel industrial hasta 1998, la contribución de estas
investigaciones en la acumulación de conocimientos es considerable.
La influencia del segundo grupo de factores: las particularidades constructivas del
espesador, fue estudiada por Kandukov (s.a), Grave de Peralta (1971) y Méndez
(1969, 1973).
Novoa (1975) plantea que en la etapa de 1968 a 1974 se logró un incremento de la
CPE de aproximadamente 43,5 a 45,5, gracias al incremento de la potencia nominal
del motor eléctrico, en 5 %.
8
�introducción
Beyrís (1997) plantea: “en los últimos años, con el reforzamiento de los mecanismos
centrales de los espesadores y la construcción del tercer espesador, se ha podido mejorar la
operación de la planta, aunque, en determinados períodos, se presentan dificultades en el
proceso de sedimentación, lo que indica que la eficiencia de este proceso está muy
estrechamente relacionada con las características de la pulpa alimentada y por consiguiente
con el tipo de mineral laterítico minado ...”.
En estos trabajos se aprecia, que el estudio de la influencia de las particularidades
constructivas del espesador, permitió alcanzar un mayor grado de aprovechamiento
de las potencialidades de la suspensión alimentada. Sin embargo, por esta vía es
imposible estabilizar la CPE, porque la capacidad de compactación del mineral es
variable.
En la determinación de la influencia del tercer grupo de factores: las características
internas de la suspensión, se destacan los trabajos de Beyrís (1985) y Falcón (1983,
1997), Silva y Chaviano (1980), Palencia (1981), Rojas y Beyrís (1994), Almaguer
(1995).
Se destaca particularmente el trabajo de Cerpa (1997), donde se presenta un amplio
y profundo estudio sobre la influencia de la mineralogía y de las características
coloidales de la pulpa cruda en la sedimentación. Para los ensayos de
sedimentación, fueron utilizadas suspensiones de concentraciones de sólidos igual a
1 %. Para el estudio del comportamiento reológico de la suspensión, la
concentración de sólidos no superó el 36 % en masa.
Los principales factores cuya influencia ha sido considerada importante por estos
autores son los siguientes: tiempo de agitación durante el lavado, composición
química, mineralógica y granulométrica, así como la estructura morfológica del
mineral, la composición iónica de la fase líquida y las propiedades reológicas de la
suspensión.
Es importante precisar que en la gran mayoría de las investigaciones dedicadas a
determinar la influencia de las características internas de la suspensión sobre la
sedimentación, la atención ha sido dirigida a descubrir la influencia de los referidos
factores sobre la VS. Dicho de otro modo, no se ha tenido en consideración que la
CPE depende esencialmente de las regularidades que rigen el proceso de
estructuración, compactación o apelmazamiento del sedimento.
9
�introducción
Se ha previsto la posibilidad de pronosticar el comportamiento de la CPE, a partir de
la relación entre las propiedades de sedimentación de la suspensión y las
características del mineral. En este sentido, Beyrís (1997) ha propuesto una
ecuación empírico-estadística que describe la dependencia de la CPE, en función de
la relación másica “metales ligeros/metales pesados” (índice de sedimentación). En
ese trabajo se aprecia como insuficiencias, la falta de fundamentación teórica de la
referida dependencia y la determinación de la CPE a las 12 h; tiempo
significativamente menor que el necesario para alcanzar la CPE de equilibrio, que es
el valor máximo de concentración de sólidos alcanzable por sedimentación
gravitatoria. Otra deficiencia de esta propuesta, es que para conocer el índice de
sedimentación es necesario conocer la composición química del mineral.
En
resumen, las
investigaciones
publicadas
hasta 1998, han
contribuido
considerablemente al conocimiento sobre el tema y han servido de punto de partida
para el perfeccionamiento en la etapa siguiente. No obstante, resulta necesario
señalar que en el orden científico-metodológico, estas se caracterizan por las
siguientes particularidades:
•
Han estudiado predominantemente la sedimentación, sin tener en consideración
que la CPE depende esencialmente de las regularidades que rigen el proceso de
compactación.
•
Han estudiado la posibilidad de predecir la CPE, únicamente mediante variables
cuya capacidad predictiva está dada por su influencia sobre la primera.
•
No han proporcionado dependencias científicamente fundamentadas, para la
predicción de la CPE.
Las investigaciones contribuyeron con la acumulación de experiencias y propiciaron
que a partir de 1998 se iniciara una etapa de intensa actividad experimental y
transformadora en el nivel industrial. En este marco, el 15 de agosto de 1999 se
modificó la metodología de predicción de la CPE y en septiembre del 2000 comenzó
a operar un espesador de alta productividad.
Para garantizar la CPE en los niveles requeridos, tanto en la mina como en la planta
de “Espesadores”, se realiza el control predictivo de la CPE. En calidad de variable
predictora se utiliza la VS de la suspensión, dejada en reposo durante dos horas en
10
�introducción
una probeta de 1000 cm3. Para esta prueba la suspensión se diluye previamente
hasta 12,5 % en masa.
Hasta el 15 de agosto de 1999, para realizar la dilución se suponía que la
concentración de sólidos en la alimentación era igual a 25 % en masa. Para
garantizar los valores de CPE deseados, se exigía que la altura leída debía ser igual
o mayor que 90 mm (Reporte diario de la Planta de “Espesadores”), que
conceptualmente corresponde a una VS igual a 45 mm/h. A partir de esa fecha se
pusieron en práctica dos modificaciones.
La primera modificación consiste, en considerar la concentración real de la
suspensión alimentada para realizar la dilución. Esto permite aumentar la precisión
con que se establece el valor de concentración inicial deseado para la prueba (12,5
% en masa). De ese modo disminuye el efecto perturbador de las variaciones de la
concentración de sólidos inicial, sobre la VS. La segunda modificación consiste en
incrementar la VS mínima admisible de 45 a 70 mm/h.
En la tabla que se muestra a continuación, aparecen los resultados del análisis de
los datos de producción correspondientes a los periodos enero-julio de 1999, eneroagosto de 2000 y enero-mayo de 2001. Los datos sobre correlación entre la CPE y
la VS, se refieren a los espesadores convencionales. Los cálculos fueron realizados
mediante el tabulador “Microsoft Excel 2000”. Para ello se consideró el tiempo de
residencia del mineral en los espesadores.
Tabla. Resultados del análisis de los datos de producción de la planta de “Espesadores”.
No.
Indicadores
1
Número de pares ordenados (VS, CPE)
Estimador r, del coeficiente de correlación ρ entre la
CPE y la VS
Probabilidad de significación observada de la hipótesis
nula que supone la igualdad a cero del coeficiente de
correlación
CPE promedio en los espesadores convencionales, % en
masa
Promedio de la VS, mm/h
2
3
4
5
204
Eneroagosto
2000
228
118
0,070
0,154
0,282
0,323
0,020
0,002
46,1
47,2
47,4
68,3
81,4
69,5
Enerojulio 1999
Eneromayo 2001
Como se observa en esta tabla, en la etapa de enero-julio 1999 el coeficiente de
correlación estimado entre la VS y la CPE obtenida en los espesadores
11
�introducción
convencionales, es igual a 0,07 y la probabilidad de significación observada de la
hipótesis nula que supone la igualdad a cero del coeficiente de correlación (0,323),
es mucho mayor que el nivel de significación asumido como máximo admisible
(0,05). Esto permite admitir que la correlación no es significativa; sin embargo, en las
siguientes etapas el coeficiente de correlación se incrementó. Ya en el periodo de
enero-mayo 2001 pasó a ser significativo con un valor igual a 0,282, y una
probabilidad de significación observada igual a 0,002. Cómo se establece la
significación del coeficiente de correlación, se explica en el anexo 3.
El valor del coeficiente de correlación (0,282), a pesar de que es significativo puede
ser considerado demasiado pequeño, lo que quiere decir, que en la actualidad la
predicción de la CPE se realiza mediante una variable cuya capacidad predictiva en
el nivel industrial, a pesar de haber mejorado, es apreciablemente baja. Esto puede
ser provocado por las variaciones en las condiciones operacionales, por el pequeño
valor del coeficiente de correlación real entre ambas variables, o por ambos factores.
Otra deficiencia de la VS como variable predictora es su relativamente prolongado
tiempo de respuesta (igual a 2,3 h aproximadamente).
Luego, la situación actual en la planta de espesadores en la empresa “Comandante
Pedro Soto Alba”, se caracteriza por las siguientes deficiencias:
•
El coeficiente de correlación entre la CPE y la actual variable predictora: la VS, a
pesar de que es significativo, es bajo (alrededor de 0,3).
•
El tiempo de respuesta de la VS como variable predictora, es relativamente
prolongado (igual a 2,3 h aproximadamente).
A partir de estas deficiencias se declara como situación problémica actual, la baja
eficiencia en el control de la CPE en la planta de “Espesadores” de la Empresa “Cdte
Pedro Soto Alba”.
Para el diseño teórico de la investigación, se tiene en cuenta que la correlación
estadística entre dos variables es una interpretación matemática y no tiene que
explicarse necesariamente por la influencia de una sobre la otra, sino que estas
pueden depender de una tercera, cuya influencia común sobre ambas, es la
causante de la correlación entre ellas. Dicho de otro modo, si las variables y 1 y y 2
dependen de un mismo factor x, es posible que exista una dependencia estadística
12
�introducción
entre y 1 y y 2 , que por su naturaleza es indirecta y que puede ser aprovechada para
predecir aquella variable, cuya determinación es más demorada, compleja y costosa.
Un ejemplo práctico del referido comportamiento, ubicado precisamente en el campo
de la separación mecánica de sistemas líquido-sólido, fue obtenido por Valadao et
al. (1996), quienes han verificado la existencia de correlación entre las condiciones
óptimas de sedimentación y de filtración.
Además de lo anterior, se cuenta con la información a priori de que muchos de los
factores que influyen sobre la CPE, deben influir también sobre la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquidosólido (filtración, centrifugación y compresión mecánica). Esto permite suponer que
la concentración de sólidos obtenida por estos métodos debe correlacionar con la
CPE. Resultados preliminares fueron publicados por el autor y colaboradores (2001).
Para contribuir con la solución de la situación problémica se plantea como problema
científico, el insuficiente conocimiento para confirmar que existe relación estadística
entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación gravitatoria y la
concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de
sistemas líquido-sólido, así como para determinar las principales tendencias en el
comportamiento de esta relación, en función de las condiciones experimentales.
Lo anterior permite definir como objeto de la investigación, la relación estadística
entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación gravitatoria y la
concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de
sistemas líquido-sólido.
Se plantea como objetivo, confirmar si la concentración de sólidos obtenida por
sedimentación gravitatoria, se relaciona estadísticamente con la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquidosólido y determinar las principales tendencias en el comportamiento de esta relación,
en función de las condiciones experimentales.
Para cumplir este objetivo se debe profundizar en el campo de acción, del
mecanismo de la separación mecánica de sistemas líquido-sólido.
La hipótesis queda formulada como sigue: El estudio mediante el método lógico, de
los fundamentos teóricos y empíricos existentes acerca del mecanismo de los
procesos de separación mecánica de sistemas líquido-sólido, conjugado con
13
�introducción
métodos empíricos, permitirá saber si la concentración de sólido obtenida por alguno
de estos procesos se relaciona estadísticamente con la concentración de sólidos
obtenida por sedimentación gravitatoria; así como determinar las principales
tendencias en el comportamiento de esta relación, en función de las condiciones
experimentales.
A partir de esta hipótesis se proyecta como novedad científica, la predicción teórica
y confirmación empírica de la relación estadística entre la concentración de sólidos
obtenida por sedimentación gravitatoria y la obtenida por otros métodos de
separación mecánica de sistemas líquido-sólido; así como de las principales
tendencias en el comportamiento de esta relación, en función de las condiciones
experimentales.
Tareas:
1. A partir del estudio del estado del arte (la predicción de la CPE), mediante el
método histórico, determinar el alcance de la investigación (capítulo 1).
2. A partir de las regularidades conocidas de la separación mecánica de sistemas
líquido-sólido, mediante el método lógico, preseleccionar las variables que
pueden correlacionar con la CPE y prever la influencia de los factores más
importantes, sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación
de regresión (capítulo 1).
3. A partir de los resultados de la tarea anterior, mediante el método lógico, diseñar
los experimentos para la comprobación empírica de los resultados teóricos
(capítulo 2).
4. Comprobar en el nivel de laboratorio los resultados teóricos, mediante el método
experimental, el método estadístico y el método lógico (capítulo 3).
14
�CAPÍTULO 1
ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN Y RESULTADOS TEÓRICOS
En este capítulo, a partir del estudio del estado del arte (la predicción de la CPE),
mediante el método histórico, se determina el alcance de la investigación. A partir de
las regularidades conocidas de la separación mecánica de sistemas líquido-sólido,
mediante el método lógico, se preseleccionan las variables que pueden correlacionar
con la CPE y se prevé la influencia de los factores más importantes, sobre el
coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión.
1.1 Alcance de la investigación
Smiles (1975), aplica la Ley de Darcy en la predicción del perfil de concentraciones,
en el sedimento formado por sedimentación en columna y también en el formado por
filtración gravitacional con sedimentación conjunta. De acuerdo con el propio Smiles,
los resultados en algunos casos son satisfactorios y en otros no lo son.
Blake y Colombera (1977), también aplican la ley de Darcy en la predicción del perfil
de concentraciones durante la sedimentación periódica. En este trabajo a medida
que las concentraciones se incrementan, los valores estimados se alejan cada vez
más de los observados. Los mismos autores (1979), consideran también el principio
de conservación de la masa. Así obtienen un modelo, cuya aplicabilidad ejemplifican
mediante la utilización de apenas un tipo de suspensión.
A pesar de que a partir de los trabajos de Nichols en 1908, Mishler en 1912, Coe y
Clevenger en 1916 y Kynch en 1952, han sido publicados diversos trabajos teóricos
y experimentales, solamente en los últimos 20 años ha sido desarrollada una teoría
fenomenológica
general
del
proceso
de
sedimentación-consolidación
de
suspensiones completamente floculadas, que modela la suspensión como una
mezcla de dos medios continuos superpuestos (Bürger et al., 2000). Esta teoría fue
formulada por Concha et al. (1996) y enriquecida por Bürger et al. (Bürger y
Wendland, 1998; Bürger, 2000; Bürger et al., 2000; Bürger et al., 2000b; Bürger et
al., 2000c; Garrido et al., 2000), quienes desarrollaron los procedimientos
15
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
matemáticos que permiten predecir el comportamiento de la concentraciones de
sólidos en función de la altura del lecho de sólidos (sedimento). De acuerdo con los
autores, después de admitir una serie de supuestos y simplificaciones, se puede
escribir:
∂
∂φ
∂φ ∂
+ (q(t )φ + f bk (φ )) = a(φ )
∂z
∂z
∂t ∂z
En esta ecuación, φ
(1.1)
es la concentración de sólidos expresada en partes
volumétricas; t es el tiempo; z es la altura; q es la velocidad volumétrica media de
ambas fases; f bk (φ ) es la función de densidad de flujo. El coeficiente de difusión
a(φ ) , se define por
a(φ ) = −
f bk (φ )σ e′ (φ )
∆ρgφ
(1.2)
donde ∆ρ es la diferencia entre las densidades del sólido y del fluido y σ e′ (φ ) se
define por
σ e′ (φ ) =
dσ e
dφ
= 0 si φ ≤ φ c
> 0 si φ > φ c
(1.3)
donde σ e - función de tensión efectiva; φ c - concentración crítica.
En estas ecuaciones la función de densidad del flujo f bk (φ ) corresponde al modelo
de Kynch, que considera únicamente el principio de conservación del flujo
volumétrico. La función de tensión efectiva σ e (φ ) incorpora el efecto de compresión.
La teoría cuya esencia ha sido explicada, también se aplica a varias dimensiones
espaciales, no solo a una dimensión, si se toman en cuenta ecuaciones adicionales
para el movimiento de la mezcla (Bürger et al., 2001).
La ecuación (1.1) se resuelve por métodos numéricos, después de determinar la
función de densidad de flujo f bk (φ ) y la función de tensión efectiva σ e (φ ) , a partir de
datos empíricos sobre la velocidad de propagación de la interfase suspensión-licor
clarificado y sobre la permeabilidad del sedimento.
Los datos empíricos de los cuales se determinan las referidas funciones se obtienen
mediante mediciones de concentración por rayos X, rayos gamma, conductividad y
16
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
tomografía y por otro lado, mediciones de presión de poros con transductores
(Bürger, septiembre 2002, comunicación personal).
Bushell (2002) afirma que la modelación matemática probablemente dependerá por
mucho tiempo, de la determinación experimental de la función de densidad de flujo y
del perfil de tensiones en el sedimento. Esto se explica por la gran dificultad que se
enfrenta al tratar de predecir teóricamente el comportamiento de las mezclas, dada
la complejidad química y reológica de los sistemas reales.
Bürger et al. (2000) han observado que las mayores dificultades se presentan
cuando se trata de aplicar la referida teoría, basada en muchos supuestos ideales, a
suspensiones reales
La simulación del proceso de sedimentación-compresión en el caso de suspensiones
polidispersas, ha sido enfrentada por Stamatakis y
Tien (1992) y Bürger et al.,
(2000b, 2001). Sobre este tema, recientemente han sido publicados varios trabajos
(Berres et al., 2002; 2002a y 2002b; Berres y Bürger, 2002).
El estudio de los trabajos referidos permite resumir lo siguiente:
•
La predicción de la CPE ha sido realizada mediante modelos matemáticos,
basados en relaciones obtenidas mediante la idealización y simplificación de
relaciones muy complicadas. Esto provoca limitaciones en la predicción de la
CPE cuando se trata de suspensiones reales.
•
No ha sido posible evadir la necesidad de apoyarse en métodos experimentales,
en gran medida costosos y consumidores de tiempo.
•
No ha sido abordado el estudio de la posibilidad de predecir la CPE, mediante la
concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de
sistemas líquido-sólido.
De lo anterior se concluye que el problema de la predicción de la CPE, no ha sido
resuelto satisfactoriamente y el estudio de la posibilidad de predecir esta variable
mediante la concentración de sólidos obtenida por otros métodos de separación
mecánica de sistemas líquido-sólido, contribuye a la solución de un problema global.
17
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
1.2 Resultados teóricos
A continuación se especifican los aspectos considerados en el estudio teórico y las
fuentes consultadas.
•
Caracterización de la humedad de los materiales sólidos en cuanto a su posición
relativa respecto al sólido, naturaleza de las fuerzas que participan en su
estabilidad y métodos capaces de eliminarla (Balandin, 1988; Chuianov 1987;
Fritman, 1988; Rudenko y Shemajanov, 1981).
•
Particularidades de la sedimentación-compresión (Blake y Colombera, 1977;
Blake et al., 1979; Brown, 1965; Bürger, 2000; Bürger et al.,2000; Bürger y
Wendland, 1998; Bürger y Wendland, 1998a; Bürger y Wendland, 2001; Bürger et
al. 2000; Bürger et al.; 2000a; Bürger et al., 2000b; Bürger et al., 2000c; Bürger et
al., 2000d; Bürger et al., 2000e; Bürger et al., 2001; Bürger et al., 2001a; Bürger
et al., 2002; Chhabra y Prasad, 1991; Concha et al., 1996; Garrido et al., 2000;
Gould, 1974; Holdich y Butt, 1997; Pérez et al., 1998; Stamatakis y Tien, 1992;).
•
Particularidades de la filtración (Brown, 1965; Malinovskaia, 1983; Shushikov,
1971; Carman, 1997; McCabe y Smith, 1979; Tiller, 1975; Kasatkin, 1985).
•
Particularidades de la sedimentación centrífuga (Brown, 1965; Kasatkin, 1985;
McCabe y Smith, 1979; Vian y Ocon, 1983).
•
Generalización (Chase, 1992; Toorman, 1996; Lu et al., 1998; Smiles, 1975;
Bürger et al., 2001; Tiller y Hsyung, 1993; Tiller y Yeh, 1987; Vian y Ocon, 1983)
1.2.1 Caracterización de la humedad de materiales sólidos
“La energía de enlace entre la humedad y el sólido, influye significativamente en el
mecanismo de desagüe” (separación de sistemas líquido-sólido) “A medida que la energía
de enlace es mayor, mayor será la dificultad para separar la humedad del sólido. En este
principio, se fundamenta la clasificación de las formas de enlace de la humedad con el sólido,
desarrollada por Rebinderon. Mediante esta clasificación se distinguen los enlaces físicomecánico, físico-químico y químico”. (Balandin, 1988).
Si se utiliza como criterio de ordenamiento, el incremento de la energía de enlace
con el sólido, se pueden distinguir los siguientes tipos de humedad:
1. Humedad externa.
a) Humedad gravitatoria.
18
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
b) Humedad capilar.
c) Humedad adsortiva.
• Humedad adhesiva o pelicular.
• Humedad higroscópica.
2. Humedad interna o química.
a) Humedad de cristalización o hidratación.
b) Humedad de constitución.
En la estabilidad de la humedad externa participan los enlaces (físico-mecánicos y
físico-químicos). La humedad gravitatoria, llena todos los espacios entre las
partículas y no se encuentra enlazada con el sólido mediante ningún tipo de fuerza.
(Balandin, 1988). Esta puede ser eliminada en su mayor parte por la fuerza de
gravedad, mediante drenaje, sedimentación o filtración (Rudenko, 1981). El drenaje
no se incluye en el análisis, por ser un proceso no aplicable en el caso de las
suspensiones estudiadas. Este proceso es utilizado para separar la humedad de
sólidos, cuyas partículas descansan en el fondo del recipiente que las contiene y
permiten el escurrimiento del líquido a través de los espacios entre los granos.
La humedad capilar, llena total o parcialmente los poros entre las partículas y dentro
de ellas. En su estabilidad participan las fuerzas superficiales (tensión superficial),
que se manifiestan en la interfase líquido-sólido-gas. La humedad adhesiva o
pelicular, forma una película relativamente gruesa, en cuya estabilidad participan
fundamentalmente las fuerzas moleculares y en mucho menor medida las adsortivas
(más fuertes). A juzgar por lo que explica Fridman (1988), la película líquida puede
ser deformada por la fuerza de gravedad.
La humedad capilar que llena los poros entre las partículas y la humedad pelicular
se eliminan parcialmente durante la filtración con escurrido.
Parte de la humedad que es imposible eliminar por sedimentación gravitatoria o
filtración a presión, resulta posible eliminarla por sedimentación o filtración
centrífugas y también por compresión mecánica.
La humedad clasificada como humedad gravitatoria, la humedad pelicular y la parte
de la humedad capilar que llena los poros entre las partículas, puede ser separada
mediante sedimentación gravitatoria o centrífuga y filtración gravitatoria, a presión o
centrífuga y también por compresión mecánica del sedimento. Estos son métodos
19
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
mecánicos de separación de sistemas líquido-sólido, donde se elimina humedad
externa o física, gracias a fuerzas relacionadas íntimamente con la presión
hidromecánica, la diferencia de densidades entre las partículas y el líquido o ambas.
Esta característica es esencial en todos los procesos analizados y es por ello, que
constituye el primer indicador de la posibilidad de que exista correlación entre los
valores de concentración de sólidos obtenidos por cada uno de ellos.
La humedad higroscópica forma una película muy delgada alrededor de la partícula
de sólido, gracias a las fuerzas adsortivas. Esta y la humedad capilar que se
encuentra en los poros de las partículas, pueden ser separadas solamente por
secado térmico
La humedad de cristalización se encuentra en forma molecular y la humedad de
constitución en forma iónica. La humedad incluida dentro de estos dos tipos, puede
ser separada solamente mediante el calentamiento hasta temperaturas mayores que
las necesarias para el secado térmico.
Los métodos de eliminación de humedad interna e higroscópica, así como de la
humedad que se encuentra en los poros de las partículas, no han sido incluidos en
este análisis, porque se sabe que las fuerzas que enlazan estos tipos de humedad,
difieren cualitativamente por su naturaleza, de aquellas que enlazan los demás tipos
de humedad.
Es importante precisar que la totalidad de la humedad que contiene el producto
espesado es gravitatoria. La torta húmeda antes del escurrido aún contiene parte de
la humedad gravitatoria y se encuentra totalmente saturada de humedad capilar y
pelicular; o sea, que la sedimentación gravitatoria y la filtración hasta el momento de
obtener la torta sin escurrir, además de ser procesos mecánicos de separación de
humedad física como todos los analizados, tienen como característica común que
son procesos de separación de humedad gravitatoria. Esto favorece la posibilidad de
que exista correlación entre la concentración de sólidos obtenida por sedimentación
gravitatoria y la obtenida por filtración sin escurrido.
El escurrido tiene como particularidad que es un proceso de separación de humedad
capilar y pelicular. Esto condiciona la tendencia a que el coeficiente de correlación
entre la CPE y la CTE, sea menor que entre la CPE y la CTSE.
20
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
En resumen, la caracterización de la humedad, en cuanto a su posición relativa
respecto al sólido, la naturaleza de las fuerzas que participan en su estabilidad y los
métodos capaces de eliminarla ha permitido obtener los siguientes resultados
teóricos preliminares:
•
Es posible que la CPE, correlacione con la CTSE, la CTE, la CPC y la
concentración de sólidos obtenida por filtración centrífuga y compresión
mecánica.
•
Existen premisas que indican la posibilidad de que el coeficiente de correlación
entre la CPE y la CTE, sea menor que entre la CPE y la CTSE.
1.2.2 Introducción teórica sobre sedimentación y filtración
En la literatura técnica donde se trata la separación mecánica de sistemas líquidosólido, mediante el término sedimentación se designan genéricamente las
operaciones consistentes en la separación parcial de sistemas líquido-sólido, gracias
a la fuerza de gravedad o la centrífuga. Por filtración se designan aquellas
operaciones de separación del mismo tipo de sistemas, basadas en la participación
de un medio poroso, que permite el paso del fluido, pero retiene las partículas
sólidas (Brown, 1965; Perry, 2000; Kasatkin, 1987).
Este punto de vista para conceptuar la sedimentación y la filtración, tiene un carácter
puramente técnico y no aclara nada, acerca del complejo mecanismo mediante el
cual transcurre cada operación.
En lo adelante cuando se hace referencia a la sedimentación desde este punto de
vista, se utiliza el término “sedimentación-consolidación”. Cuando se trata del
movimiento de las partículas sólidas en el seno del líquido, cualquiera sea el campo
de fuerzas que lo provoca, mientras las partículas no se encuentran continuamente
en contacto, se utiliza el término sedimentación. Cuando ocurre lo mismo, mientras
las partículas sólidas se encuentran en contacto permanente, se utilizan los términos
compresión o apelmazamiento. Cuando se trata de la filtración desde el punto de
vista técnico o de la filtración como el movimiento del líquido a través de capas
porosas, la distinción se hace contextualmente.
Para examinar la sedimentación y la filtración gravitatorias, el autor considera el
modelo físico hipotético representado en la fig. 1.1, tomada de Smiles (1975).
21
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
En esta figura se muestra un cilindro que contiene una suspensión y está dotado de
un fondo poroso en calidad de medio filtrante. El cilindro se encuentra dentro de un
recipiente exterior con el mismo líquido que constituye el medio de dispersión del
sólido en la suspensión. La superficie del líquido en este recipiente se encuentra a
una altura h respecto a la superficie libre de la suspensión en el cilindro. Esta altura
puede ser modificada y con ello se modifica la fuerza motriz de la filtración. Cuando
las superficies del líquido en el recipiente y de la suspensión en el cilindro se
encuentran a la misma altura ( h = 0 ), ocurre solamente la caída de las partículas
(sedimentación), que en este caso se produce únicamente gracias a la acción de la
fuerza de gravedad. Si h > 0, también ocurre el movimiento del líquido a través del
fondo poroso (filtración). Esto, como se verá más adelante, provoca el incremento de
la VS. La participación de la filtración, se hace más evidente a medida que se
incrementa la altura h y viceversa.
Fig. 1.1 Representación gráfica de la sedimentación y la filtración gravitatorias.
Büerger, Concha y Karlsen (2001) han propuesto un modelo físico hipotético de la
filtración a presión con sedimentación simultanea y la ulterior compresión mecánica.
En su propuesta, los referidos autores suponen que la presión se ejerce
directamente sobre la suspensión que se encuentra en la probeta, mediante un
pistón que una vez terminada la filtración propicia la compresión mecánica del
sedimento. Sobre esta base, ilustran la distribución de las concentraciones
22
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
volumétricas del sólido φ en el sistema, en el instante inicial, en un instante donde
ocurre la filtración y en un instante donde ocurre la compresión mecánica.
Si de la situación explicada por Büerger, Concha y Karlsen (2001), se toma la
suspensión en la probeta y la distribución de concentraciones del sólido, y
seguidamente se combina con la situación representada en la fig. 1.1, donde se
supone que h = 0, se obtiene la situación representada en la fig. 1.2.
A partir de esta situación, a continuación se explica simplificadamente el mecanismo
de sedimentación-consolidación periódica. Para ello se admite que en el instante de
tiempo inicial, la concentración volumétrica de sólidos ( φ = φ 0 ) es idéntica en todo el
volumen de suspensión. Luego, como resultado de la sedimentación, cuando las
partículas encuentran el fondo de la columna, forman una capa muy delgada, cuya
estructura consiste en una matriz de sólidos, donde las partículas se encuentran en
contacto mutuo. La concentración de sólidos en esta matriz, se denomina
concentración crítica ( φ = φ c ).
Fig. 1.2 Para explicar el transcurso de la sedimentación y la filtración gravitatorias.
a) Estado inicial; b) Formación del sedimento; c) Sedimento comprimido.
A partir de ese momento, mientras esta capa se compacta, encima de ella se
acumulan nuevas capas recién formadas, donde la concentración de sólidos es igual
a la crítica. De ese modo se origina la situación representada en la fig. 1.2 b), donde
23
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
se observa que es posible la presencia de hasta cinco zonas. De arriba hacia abajo
se distingue en primer lugar, la zona de líquido clarificado, donde la concentración
de sólidos es igual a cero ( φ = 0 ). Debajo se observa una zona de transición, donde
la concentración de sólidos varía desde cero hasta su valor inicial ( 0 < φ < φ 0 ). Le
sigue la zona donde la concentración de sólidos es igual a la inicial ( φ = φ 0 ). Debajo
de esta se observa otra zona de transición, donde la concentración de sólidos se
encuentra entre la inicial y la crítica ( φ 0 < φ ≤ φ c ). Por último, se encuentra la zona del
sedimento en compactación, donde la concentración de sólidos es mayor que la
crítica ( φ > φ c ). En esta, cada capa actúa como soporte mecánico de las capas
superiores. De modo que, el peso de las partículas en cada capa arbitraria situada
en la zona del sedimento y el peso de las capas superiores, crean tensiones sobre la
matriz de sólidos, que provocan un efecto de compresión, apelmazamiento. Mientras
tanto, el líquido se infiltra hacia arriba a través de la propia matriz de sólidos de
porosidad decreciente.
Con el transcurso del tiempo, la velocidad de compresión disminuye. A la
concentración
de
sólidos
alcanzada
cuando
la
velocidad
de
compresión
macroscópicamente puede ser considerada igual a cero, en este trabajo se le
denomina CPE, como también se le denomina a la concentración de sólidos en la
descarga del espesador en el proceso continuo.
En la fig. 1.2 c) puede verse que al final de la sedimentación-consolidación, quedan
dos zonas: la zona de líquido clarificado y la zona del sedimento consolidado o
comprimido por la acción de la fuerza de gravedad.
Entre las fuerzas que se oponen tanto a la sedimentación como a la compactación,
se encuentra la fuerza de Arquímedes y la fuerza de arrastre Fa , provocada por la
fricción del líquido con el sólido. Esta última depende de la velocidad relativa del
líquido respecto al sólido v r conforme la siguiente ecuación:
Fa = C a
ρ l v r2
2
(1.4)
donde C a - coeficiente de arrastre o de fricción; ρ l - densidad del líquido.
En la zona donde la concentración de sólidos es igual a la inicial, se supone que
ocurre la sedimentación contrariada. En estas condiciones, de acuerdo con Lu et al.
24
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
(1998), en el caso de suspensiones polidispersas, la velocidad de sedimentación
gravitatoria puede ser estimada por la fórmula
U = U 0 f (φ )
(1.5)
donde U 0 - velocidad de sedimentación de Stokes; f (φ ) - factor de velocidad
contrariada, que es una función creciente de la fracción volumétrica de las partículas,
φ.
En esta ecuación, el factor f de sedimentación obstaculizada depende solo de la
fracción volumétrica total de las partículas φ , lo que constituye una simplificación de
la realidad. En la actualidad, Berres et al., (2002) han considerado la influencia de
las concentraciones de cada especie. No obstante, está ecuación resulta útil para un
análisis cualitativo como el que se realiza en este trabajo.
Si se supone que en la fig. 1.2, el desnivel entre la superficie libre del líquido en el
recipiente exterior y la superficie libre de la suspensión h, es mayor que cero, la
fuerza de gravedad además de provocar la caída de las partículas, provoca una
corriente de líquido a través del fondo poroso del cilindro.
En este caso, el flujo específico referido a la unidad de área de la sección transversal
del cilindro q ( m 3 (m 2 ⋅ s ), es equivalente a la velocidad lineal con que desciende el
líquido respecto a las paredes del cilindro. Este flujo descendente provoca el
incremento de la velocidad de sedimentación. En estas condiciones la velocidad de
sedimentación resultante u , es la suma de la velocidad de sedimentación
contrariada U y la velocidad del líquido q (Lu et al., 1998)). Lo anterior se expresa
mediante la ecuación
u =U +q
(1.6)
La relación entre el flujo específico q a través del sedimento y las características del
sólido y de la fase líquida, se expresa a través de la ecuación de Kozeny (Carman,
1997), dada para el flujo específico de líquido a través de un lecho poroso arbitrario.
La referida ecuación es
ε 3 ∆P ⋅ g
q=
kµS 2 L
(1.7)
25
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
donde ε - volumen de los poros referido a la unidad de volumen del lecho
(porosidad); k - constante; µ - viscosidad dinámica del fluido; S - área de superficie
de las partículas, referida a la unidad de volumen del lecho; ∆P - diferencia entre la
presión en la parte posterior y anterior del lecho (fuerza motriz de la filtración), g aceleración de la gravedad; L – altura o espesor del lecho.
Durante la sedimentación-compresión, en la capa de sedimento la fuerza motriz de
la compresión es tan solo la fuerza de gravedad, mientras la fuerza de arrastre
provocada por la fricción entre las partículas y el líquido que se mueve hacia arriba,
se opone a la compresión. Sin embargo, en el caso de la filtración, la fuerza de
arrastre actúa de arriba hacia abajo y constituye una componente más de la fuerza
motriz de la compresión. Esto trae como resultado que la capa de sedimento tienda
a compactarse hasta concentraciones mayores, con respecto a las concentraciones
alcanzadas sin la participación de la filtración.
Cuando en el proceso global participa la filtración, la concentración de sólidos se
incrementa de arriba hacia abajo, por que en este sentido el peso que soporta la
capa analizada se incrementa como en la sedimentación. No obstante, se debe
considerar que también se incrementan las tensiones acumuladas; pues la fuerza de
arrastre o de fricción que actúa sobre cada capa es trasmitida por esta, a la capa
subyacente.
El sedimento, que en ausencia de la filtración se denomina producto espesado,
cuando ha sido formado con la participación de la filtración se denomina torta. Chase
(1992), afirma que el comportamiento de la zona de compresión durante la
sedimentación-compresión sin la participación de la filtración, es muy similar al
comportamiento de una torta, con la particularidad de que en la primera el
movimiento del sólido es más importante.
Cuando la altura h tiende a cero y con ello la participación de la filtración se hace
insignificante, la naturaleza de la torta sin escurrir, tiende a ser idéntica a la
naturaleza del producto espesado. En otras palabras, la CTSE y la CPE,
conceptualmente tienden a ser idénticas. Esto permite suponer que con la
disminución de la participación de la filtración, aumenta la posibilidad de que la CPE
y la CTSE correlacionen linealmente.
26
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
1.2.3 Dependencia hipotética entre la concentración de sólidos en el producto
espesado y la concentración de sólidos en la torta sin escurrir
Para deducir la dependencia estadística entre la CPE y la CTSE, se considera que
de acuerdo con la ecuación (1.4) la fuerza de arrastre es proporcional al cuadrado
de la velocidad relativa entre el líquido y el sólido. Se sabe además, que esta
velocidad se incrementa con el incremento del flujo específico de líquido q , que a su
vez, conforme la ecuación (1.7), depende positivamente de la diferencia de presión
∆P , o fuerza motriz de la filtración. De lo anterior se deduce que la fuerza motriz de
la compresión se incrementa con el incremento de la fuerza motriz de la filtración. En
lo adelante, a la fuerza motriz de la compresión se le denominará presión de
compresión Pc
Si a la razón de variación del espesor del sedimento, respecto a la variación
infinitesimal de la fuerza motriz de la compresión para una masa de sólidos
constante, se le denomina factor de compresibilidad, se puede afirmar que la
diferencia (CTSE-CPE), ambas expresadas en partes volumétricas de sólido
respecto a la suspensión, se incrementa con el incremento del factor de
compresibilidad del sedimento y de la fuerza motriz de la filtración ∆P . Esta fuerza
motriz, es a su vez proporcional a h (ver fig. 1.1) y también puede estar dada por el
enrarecimiento en el recipiente exterior, la presión del aire comprimido suministrado
al cilindro, o la presión aplicada sobre la suspensión mediante un pistón.
A continuación se supone la siguiente situación hipotética:
Se cuenta con varias suspensiones que contienen sólidos diferentes, cualquiera sea
el valor del factor de compresibilidad de los sedimentos individuales γ i y de su
desviación típica S γ , incluido el cero. Cada una de estas suspensiones son divididas
en dos partes. Una de estas partes, conforme se representa en la fig. 1.3 a) se
somete a sedimentación con la obtención de un producto espesado, cuya
concentración de sólidos, es CPE i . La otra es sometida a filtración con la obtención
de una torta cuya concentración de sólidos es CTSE i .
Si la fuerza motriz de la filtración es considerablemente mayor que cero como se
representa en la fig. 1.3 b), se obtiene una torta apreciablemente más comprimida
que el producto espesado, cuya concentración de sólidos CTSE i , es mayor que CPE i
27
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
(en el gráfico, el efecto de compresión ha sido ilustrativamente exagerado). Sin
embargo, si la fuerza motriz de la filtración se hace disminuir hasta que tienda a cero
como se representa en la fig. 1.3 c) y se desprecia la influencia de las
perturbaciones, cualquiera sean las condiciones experimentales, cada valor de
CTSE i tiende al correspondiente valor de CPE i .
Fig. 1.3 Para la deducción de la dependencia estadística entre la CPE y la CTSE.
a) Producto espesado ( h = 0 ); b) Torta sin escurrir ( h > 0 ); c) Torta sin escurrir ( h → 0 ).
La situación anterior se encuentra ilustrada en la fig. 1.4 a), donde la escala en
ambos ejes es la misma. Esto en términos finitos equivale a decir, que si se realiza el
análisis de correlación-regresión entre la CPE y la CTSE, se obtiene una ecuación
de regresión lineal del tipo
CPE = b0 + b1 ⋅ CTSE
(1.8)
con intercepto b0 igual a cero, pendiente b1 igual a la unidad y coeficiente de
correlación r igual a la unidad.
En caso de que las partículas en todas las suspensiones supuestamente sean
esféricas; pero en cada una la función de distribución de los tamaños sea distinta a
la función de distribución de tamaños en cualquier otra, cada valor de la CPE i será
desigual a los demás; pero el factor de compresibilidad teóricamente puede
28
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
considerarse nulo. En este caso, si el experimento se realiza con una fuerza motriz
de la filtración considerable, cada valor de CTSE i , como se muestra en la fig. 1.4 b),
será igual al correspondiente valor de CPE i , por lo que se mantiene la condición de
que en la ecuación (1.8), b0 = 0, b1 = 1 y r = 1.
Si la fuerza motriz de la filtración es considerable, en el caso hipotético de
sedimentos igualmente compresibles, o sea cuando la desviación típica de los
factores de compresibilidad S γ tiende a cero, el incremento de la CTSE i , respecto al
correspondiente valor de la CPE i , obtenido a partir de la misma suspensión, será el
mismo cualquiera sea la suspensión y puede esperarse el comportamiento ilustrado
en la fig. 1.4 c), donde se observa que la recta se ha desplazado paralelamente
hacia valores mayores de CTSE. En este caso, se mantiene la igualdad del
coeficiente de correlación y la pendiente a la unidad, pero el intercepto es negativo.
Fig. 1.4 Influencia hipotética de la fuerza motriz de la filtración y la compresibilidad de los
sedimentos, sobre el comportamiento de la CPE en función de la CTSE.
a) ∆P → 0; γ ≥ 0; S γ ≥ 0 ; b) ∆P ≥ 0; γ → 0 ; c) ∆P > 0; γ > 0; S γ → 0 ; d) ∆P > 0; S γ > 0 .
Por último, si como en la situación hipotética anterior la fuerza motriz de la filtración
es considerable; pero los sedimentos, como ocurre en la realidad, además de ser
compresibles, la desviación típica de los factores de compresibilidad Sγ es mayor
29
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
que cero ( S γ > 0 ), el incremento de la CTSE i respecto a la CPE i , no será el mismo
en todos los sedimentos. Por consiguiente, los puntos experimentales se dispersarán
y el coeficiente de correlación lineal será menor que la unidad. En este caso, la
pendiente y el intercepto serán distintos de la unidad y de cero respectivamente.
Los razonamientos expuestos hasta el momento permiten plantear lo siguiente
•
La CPE correlaciona positivamente con la CTSE.
•
La fuerza motriz de la filtración ∆P , influye sobre el coeficiente de correlación y
ambos parámetros de la ecuación de regresión;
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P , factores
de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y desviación típica de
estos factores S γ tiende a cero, el coeficiente de correlación tiende a la unidad.
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P y factores
de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos tiende a cero, el
intercepto tiende a cero.
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la filtración ∆P , factores
de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y desviación típica de
estos factores S γ tienden a cero, la pendiente tiende a la unidad.
Al incrementarse la fuerza motriz de la filtración se incrementa la fuerza de
compresión y con ello aumenta la dispersión del incremento de concentración
(CTSE i -CPE i ). A partir de cierto valor de presión, puede ocurrir la deformación
elástica y el quebrantamiento de las partículas individuales (Tiller y Yeh, 1987). Este
cambio en el mecanismo de compresión, cuya manifestación tiene lugar
principalmente
a
elevadas
presiones
de
filtración,
también
puede
influir
positivamente sobre la referida dispersión.
Lo anterior corrobora que la fuerza motriz de la filtración ∆P , influye negativamente
sobre el coeficiente de correlación lineal entre la CPE y la CTSE.
Por otra parte, a medida que mayor sea la desviación típica de los factores de
compresibilidad S γ , mayor será la desviación típica de los incrementos individuales
de concentración (CTSE i -CPE i ). Con ello también se incrementará la dispersión de
los puntos experimentales y disminuirá el coeficiente de correlación lineal. Esto
30
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
permite afirmar que la desviación típica de los factores de compresibilidad influye
negativamente sobre el coeficiente de correlación lineal entre la CPE y la CTSE.
Luego, si los sedimentos obtenidos a partir de suspensiones lateríticas además de
ser compresibles, como ha sido demostrado por el autor y colaboradores (1997), la
desviación típica de los factores de compresibilidad S γ es distinta de cero, se puede
esperar que la CPE correlacione con la CTSE.
Obviamente el grado de heterogeneidad del sedimento, influye sobre su
concentración de sólidos. Sobre esto a su vez influye el efecto de segregación que
provoca la diferencia entre las velocidades de sedimentación, de las partículas con
diferentes diámetros y densidades.
Lu (1998) demuestra que como resultado de lo anterior, tanto en la sedimentación
como en la filtración gravitatorias y en la filtración a presión, la distribución de las
partículas
en
el
sedimento
siempre
será
heterogénea.
Sin
embargo,
la
sedimentación gravitatoria es el proceso que conduce a la formación de un
sedimento más heterogéneo. Este comportamiento él lo atribuye a la reducción de la
diferencia entre la velocidad de las partículas, como resultado de un flujo de líquido
descendente durante la filtración.
El autor considera necesario tener en cuenta, que el tiempo de formación del
sedimento se reduce con el incremento de la fuerza motriz de la filtración ∆P . Con
ello se reduce el tiempo de existencia de las zonas donde es posible la segregación
(ver fig. 1.2b). Esto conduce a que las partículas tengan menos oportunidad de
clasificarse durante su caída.
De lo anterior se deduce que sobre la CTSE pueden influir los factores que influyen
sobre el tiempo de existencia de las zonas que se encuentran encima de la capa de
sedimento. Estos factores son el tiempo transcurrido desde que se vierte la muestra
en el filtro hasta que se aplica la fuerza motriz de la filtración (tiempo de espera) y la
masa de la muestra de suspensión. El incremento del tamaño de la muestra,
incrementa el tiempo de existencia de las zonas donde es posible la segregación.
Otro factor que debe ser considerado es, la concentración de sólidos inicial φ 0 . Con
el incremento de la concentración de sólidos inicial φ 0 , la sedimentación se hace
más obstaculizada. Como resultado de ello, la segregación se produce en menor
31
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
grado. Esto, durante la sedimentación, da como resultado la obtención de un
producto espesado más homogéneo y más concentrado.
Sin embargo, durante la filtración aparece como tendencia un efecto negativo de la
concentración de sólidos inicial φ 0 sobre la CTSE. Sobre ello, Tiller y Yeh (1987)
plantean que las suspensiones diluidas tienden a producir sedimentos más
compactos. Las suspensiones más concentradas producen sedimentos de
estructuras más abiertas. A bajas concentraciones, cada partícula penetra
individualmente en los poros de la torta; sin embargo, a elevadas concentraciones
aparece un efecto de obstaculización que conlleva a la formación de bóvedas en la
entrada de los poros. De lo anterior se deduce que entre los factores que pueden
influir sobre la CPE y la CTSE se encuentra la concentración de sólidos inicial φ 0 en
la suspensión. Esta influencia es positiva en el caso de la primera variable y resulta
más complicada en el caso de la segunda.
La temperatura influye muy poco en la estructura de la torta Shushikov (1971).
1.2.4 Otras dependencia hipotéticas y generalización
En el epígrafe anterior se dedujo que la fuerza motriz de la filtración ∆P y la
desviación típica de los factores de compresibilidad de los sedimentos S γ , influyen
sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de regresión
lineal. Un razonamiento similar permite llegar a conclusiones similares, en cuanto a
la influencia hipotética del coeficiente de separación Ks y la desviación típica de los
factores de compresibilidad de los sedimentos S i , sobre el coeficiente de correlación
entre la CPE y la concentración de sólidos en el producto obtenido por
sedimentación y por filtración centrífugas. La concentración de sólidos inicial φ 0 en la
suspensión, también puede influir sobre la correlación entre la CPE y la CPC.
La particularidad de la sedimentación centrífuga respecto a la sedimentación
gravitatoria, consiste en que la fuerza de compresión durante la sedimentación
centrífuga, es mayor que la fuerza de gravedad en un número de veces igual al
coeficiente de separación Ks .
Durante la filtración gravitatoria y a presión, la fuerza de compresión está dada por la
fuerza de gravedad y la fuerza de arrastre provocada por la fricción del líquido con el
32
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
sólido. Sin embargo, durante la filtración centrífuga la fuerza de gravedad puede ser
despreciada. La fuerza de compresión es la fuerza centrífuga, que se aplica
directamente sobre las partículas del sólido que forman la capa de sedimento y
también la fuerza de arrastre.
La torta puede ser sometida al escurrido, que por su esencia es el desplazamiento
del líquido presente en el medio poroso que constituye la torta, gracias al suministro
de aire. Esto se encuentra acompañado de un flujo bifásico (líquido-aire) a través del
medio poroso. En este caso gana en importancia en primer lugar, la acción de las
fuerzas capilares; en segundo lugar, la formación de grietas como resultado del
escurrido irregular y el debilitamiento de la estructura de la torta al quedar los poros
parcialmente libres de líquido; en tercer lugar, el estancamiento de humedad en los
poros cerrados o perpendiculares al gradiente de presión y en los poros de las
partículas sólidas. Esto permite concluir, que el coeficiente de correlación entre la
CPE y la CTE, debe ser menor que entre la primera y la CTSE.
Los factores que pueden influir sobre la CTSE, también pueden influir sobre la CTE.
Si la fuerza motriz de la filtración se obtiene gracias a la aplicación de presión sobre
la suspensión mediante un pistón, una vez formado el sedimento ocurre su
compresión mecánica, mediante un mecanismo similar al de la filtración centrífuga.
En este proceso, la fuerza además de ser aplicada sobre el líquido, se aplica
directamente sobre el sólido.
Razonamientos similares a los realizados durante el análisis de la posibilidad de
correlación entre la CPE y la CTSE permiten concluir, que entre la CPE y la
concentración de sólidos obtenida por compresión existe correlación.
En general se puede concluir, que el coeficiente de correlación disminuye, con el
incremento de la presión durante la filtración y la compresión mecánica, y del
coeficiente de separación durante la centrifugación.
A juzgar por los fundamentos teóricos expuestos en la bibliografía consultada, la VS
y las demás variables consideradas, pueden depender esencialmente de muchos
factores comunes que a su vez se encuentran interrelacionados. Estos factores son
los siguientes: la superficie específica del sólido, la diferencia efectiva entre la
densidad de las partículas ya sean individuales o agregadas y la densidad del fluido,
la viscosidad del fluido, la concentración de sólidos inicial φ 0 en la suspensión, la
33
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
función de distribución granulométrica, la forma de las partículas, la presencia de
floculantes. También pueden influir todos los factores que inciden sobre el potencial
Z y el espesor de la doble capa eléctrica; tales como, la estructura y composición de
la superficie sólida, la composición iónica de la suspensión y la afinidad de estos
iones con la superficie sólida.
Lo anterior constituye una premisa a favor de la existencia de correlación entre la VS
y la CPE. Sin embargo, la influencia de estos factores y sus interacciones, sobre la
VS y la CPE, es demasiado complicada para poder llegar a conclusiones
incuestionables sobre de la existencia de correlación entre estas variables. Se sabe
por ejemplo, que cualquier proceso de agregación, que conlleve al incremento del
volumen de líquido inmovilizado o retenido por estancamiento dentro de los
agregados, a pesar de que conlleva al incremento de la VS, puede conllevar a la
disminución de la CPE (Vian y Ocon, 1983).
El volumen del líquido inmovilizado por la unidad de volumen de sólido, varía desde
cero para las esferas dispersas, hasta la unidad ó más para las suspensiones
concentradas y con un elevado grado de agregación (Vian y Ocon, 1983). Esto
permite valorar el importante efecto negativo, que puede provocar este factor sobre
la correlación entre VS y la CPE.
Evidencias prácticas de este comportamiento, se aprecian en la tesis doctoral de
Beyrís (1997). En ese trabajo se observa la existencia de suspensiones que
inicialmente sedimentan a gran velocidad; sin embargo, a medida que la
concentración de sólidos se incrementa, la pendiente de la curva disminuye
bruscamente, hasta llegar a concentraciones finales menores que las alcanzadas a
partir de suspensiones cuya cinética de sedimentación en la etapa inicial es más
lenta.
Otras premisas sobre la afectación que puede sufrir la correlación entre la CPE y la
VS, pueden ser encontradas mediante el estudio más detallado de la situación
representada en la fig. 1.2b).
En la zona donde la concentración de sólidos es igual a la inicial ( φ = φ 0 ), las
partículas sólidas sedimentan en el seno del líquido bajo la acción de la fuerza de
gravedad y a pesar de las colisiones, es imposible hablar de contacto permanente
34
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
entre las partículas. Tampoco se puede hablar de la acción continua de un esfuerzo
entre ellas.
En la zona de transición, donde la concentración de sólidos es mayor que la inicial y
menor o igual que la crítica, a medida que se avanza de arriba hacia abajo, las
colisiones, como eventos instantáneos, paulatinamente ceden su importancia al
contacto propiamente dicho. De ese modo se llega a la capa de concentración de
sólidos crítica ( φ = φ c ), donde el contacto continuo entre las partículas, permite la
aparición de un esfuerzo permanente entre ellas.
En la capa de sedimento, el sólido se ha estructurado en una malla, red o matriz,
que a pesar de ser muy porosa y compresible, de cierto modo constituye un medio
de confinamiento del líquido.
De modo que, al sistema líquido-sólido en la zona del sedimento en compresión, les
son inherentes rasgos cualitativamente diferentes de los inherentes a la zona donde
ocurre la sedimentación propiamente dicho.
Al mismo tiempo, la fuerza motriz de la sedimentación es la suma algebraica de la
fuerza de gravedad, la fuerza de Arquímedes y la fuerza de arrastre provocada por la
fricción del líquido con el sólido. No obstante, en el caso de la compresión, participa
también la fuerza de fricción entre las partículas sólidas. Lo anterior introduce una
premisa que influye negativamente sobre la posibilidad de que exista correlación
entre la CPE y la velocidad de sedimentación.
Esto permite concluir, que existen premisas teóricas sobre la posibilidad de que la
VS correlacione con la CPE y de que el coeficiente de correlación entre estas dos
variables sea relativamente bajo.
Del párrafo que sigue a la ecuación (1.7), se deduce que el coeficiente de
correlación y los parámetros de la ecuación de regresión, dependen esencialmente
de la presión de compresión y esta a su vez se encuentra en dependencia de la
fuerza motriz de la filtración ∆P y del coeficiente de separación. Luego, si lo anterior
se
hace extensivo
a
la
centrifugación,
en
las
conclusiones
acerca
del
comportamiento del coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de
regresión, los términos fuerza motriz de la filtración ∆P y coeficiente de separación
Ks , pueden ser sustituidos por el término general, presión de compresión Pc .
35
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
Si se toma en consideración que los sedimentos más concentrados (menos porosos)
tienden a ser menos compresibles (Tiller y Yeh, 1987), se puede deducir que si los
valores de CPE son suficientemente elevados, la concentración de sólidos obtenida
por otros métodos, tiende a igualarse a la CPE.
Conclusiones
1. El problema de la predicicción de la CPE, no ha sido resuelto satisfactoriamente y
el estudio de la posibilidad de predecir esta variable mediante la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos de separación mecánica de sistemas líquidosólido, contribuye a la solución de un problema global.
2. Como resultado del estudio de los fundamentos teóricos de la separación de
sistemas líquido-sólido, se obtiene la siguiente información a considerar durante
el diseño experimental.
•
Pueden correlacionar con la CPE, la CTSE, la CTE, la CPC, la concentración
de sólidos obtenida por filtración centrífuga y la obtenida por compresión
mecánica.
•
Los factores que pueden influir sobre la correlación entre la CPE y las
variables referidas más arriba se dividen en tres grupos:
־
Factores que influyen sobre la filtración, el escurrido y la compresión
mecánica por separado o sobre todos estos procesos la vez (se asume
que
el
proceso
se
realiza
con
el
medio
filtrante
colocado
horizontalmente): fuerza motriz de la filtración, fuerza motriz del
escurrido, fuerza motriz de la compresión mecánica, tiempo de espera
antes de aplicar la fuerza motriz de la filtración y tamaño de la muestra.
־
Factores que pueden influir sobre la sedimentación o la filtración
centrífugas: coeficiente de separación Ks y tiempo de espera antes de
iniciar la filtración centrífuga.
־
Factores que influyen simultáneamente en todos los procesos: la
superficie específica del sólido, la diferencia efectiva entre la densidad
de las partículas, ya sean individuales o agregadas y la densidad de la
suspensión, la viscosidad del fluido, la concentración de sólidos inicial
en la suspensión φ 0 , la función de distribución granulométrica, la forma
de las partículas, la presencia de floculantes. También todos los
36
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
factores que inciden sobre el potencial Z y el espesor de la doble capa
eléctrica; tales como, la estructura y composición de la superficie
sólida, la composición iónica de la suspensión y la afinidad de estos
iones con la superficie sólida.
3. Como resultado del estudio de los fundamentos de la separación mecánica de
sistemas líquido-sólido, se predice el siguiente comportamiento de la relación
estadística entre la CPE y la concentración de sólidos obtenida por otros métodos
de separación mecánica:
•
La CPE correlaciona positivamente con la CTSE, la CTE, la CPC, así como
con la concentración de sólidos en el producto obtenido por filtración
centrífuga y en el producto obtenido por compresión mecánica.
•
El coeficiente de correlación lineal entre la CPE y las variables explicativas,
es función decreciente de la fuerza motriz la compresión Pc y de la desviación
típica de los factores de compresibilidad S γ .
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc ,
factores de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y
desviación típica de estos factores S γ tiende a cero, el coeficiente de
correlación tiende a la unidad.
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc y
factores de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos tiende a
cero, el intercepto tiende a cero.
•
Cuando al menos una de las variables, fuerza motriz de la compresión Pc ,
factores de compresibilidad individuales γ i de todos los sedimentos y
desviación típica de estos factores S γ tiende a cero, la pendiente tiende a la
unidad.
•
La influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 en la suspensión sobre
la CPE es positiva, sin embargo, esta influencia sobre la CTSE debe ser más
complicada.
•
El coeficiente de correlación entre la CPE y la CTE debe ser menor, que entre
la primera variable y la CTSE.
37
�Alcance de la investigación y resultados teóricos
•
Si los valores de CPE son suficientemente elevados, la concentración de
sólidos obtenida por otros métodos, tiende a igualarse a la CPE.
•
Existen premisas teóricas sobre la posibilidad de que la VS correlacione con
la CPE y de que el coeficiente de correlación entre estas dos variables sea
relativamente bajo.
38
�CAPÍTULO 2
MATERIALES Y MÉTODOS
Una vez determinado el alcance de la investigación, preseleccionadas las variables
que pueden correlacionar con la CPE y prevista la influencia de los factores más
importantes, sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de
regresión, se fundamenta el diseño de los experimentos para la comprobación
empírica de los resultados teóricos. También se explica la metodología general para
el análisis de correlación y regresión.
2.1 Obtención de las muestras de trabajo y diseño experimental general
2.1.1 Obtención de las muestras de trabajo
Para el muestreo se tuvo en cuenta que el valor de cada variable a considerar,
obtenido a partir de una muestra, debe diferenciarse del obtenido a partir de otra
muestra, lo suficiente como para que sea posible detectar la correlación entre ellas,
con una cantidad de puntos experimentales relativamente pequeña.
De los factores que influyen simultáneamente sobre estas variables (ver
conclusiones del capítulo anterior), la función de distribución granulométrica, la forma
de las partículas y la estructura y composición de la superficie sólida, son
características del mineral. De ellas, la estructura y composición de la superficie
sólida, a su vez depende de la composición mineralógica y química del mineral.
Hernández (1997) y Beyrís (1997), se han referido a la elevada variabilidad que
caracteriza a los yacimientos lateríticos, en cuanto a composición mineralógica,
química, granulométrica y morfológica en la misma cota nivelada.
Sobre esta base, a partir del mineral que era extraído en los frentes de explotación,
se tomaron 10 muestras representativas, de aproximadamente 25 kg cada una. En lo
adelante, estas se denominan muestras puras.
En el laboratorio las muestras se sometieron al secado por separado a la intemperie,
simultáneamente con el desmenuzamiento y escogido manual, con el objetivo de
39
�Materiales y métodos
separar los fragmentos de serpentina dura que posteriormente podían entorpecer el
lavado de la suspensión con un agitador de turbina cerrada.
A continuación se determinó la masa total de sólidos necesaria para cada
experimento (anexo 1), o las masas parciales en aquellos experimentos que se
realizaron
con
suspensiones
formadas
por
mezclas
de
muestras
puras.
Seguidamente se homogenizó por el método del lienzo y se muestreó por el método
de la red según explican Mitrofanov et al. (1974).
De modo que, la obtención de las muestras de trabajo se resume en los siguientes
pasos:
1. Obtención de las muestras puras a partir de los yacimientos en explotación.
2. Preparación de las muestras puras.
3. Cálculos preliminares.
4. Homogenización y muestreo.
2.1.2 Selección de las variables explicativas y los factores a considerar en el
plan experimental
De las variables que de acuerdo con las conclusiones del capítulo anterior, pueden
correlacionar con la CPE, para el estudio experimental son seleccionadas las de más
fácil determinación: la CTSE, la CTE y la CPC.
De los factores que pueden influir sobre la CTSE y la CTE, el tiempo de espera se
asume constante e igual a cero. Eso quiere decir que la muestra se agita antes de
ser vertida en el filtro e inmediatamente después de vertida, es aplicada la fuerza
motriz de la filtración. Para determinar la masa de la muestra, como se verá más
adelante se tiene en cuenta el error mínimo admisible durante la determinación de
estas variables.
Para simplificar, la influencia de la fuerza motriz sobre la CTE no se estudia. Las
razones para tomar esta decisión se explican detalladamente en el epígrafe 2.1.3.
Para la sedimentación centrífuga se tiene en cuenta el único factor que en las
conclusiones del capítulo anterior es considerado importante: el coeficiente de
separación Ks .
40
�Materiales y métodos
De los factores que según las conclusiones del capítulo anterior, pueden influir
simultáneamente en todos los procesos, es necesario seleccionar, cuales son
aquellos cuya influencia debe ser estudiada. Para ello se parte de que una vez
tomadas las muestras de sólidos, quedan preestablecidos los factores que tienen
que ver con las características del mineral (superficie específica del sólido, diferencia
efectiva entre la densidad de las partículas, densidad de la suspensión, función de
distribución granulométrica, forma de las partículas, estructura y composición de la
superficie sólida y afinidad de los iónes en la fase líquida con la superficie sólida).
De modo que, los factores que pueden ser considerados son la concentración de
sólidos inicial φ 0 y las condiciones de preparación de la suspensión, que pueden
influir sobre el grado de dispersión de los conglomerados de partículas asociadas
físicamente en el mineral crudo. Eso puede determinar el nivel de los factores que
como se expresa en las conclusiones del epígrafe anterior, pueden influir
simultáneamente en los procesos de sedimentación gravitatoria, sedimentación
centrífuga, filtración y escurrido.
La influencia de las condiciones de agitación, se valoran a través de la intensidad de
agitación I a durante la preparación de la suspensión. El tiempo de agitación se
mantiene constante.
Para evitar la excesiva complicación del estudio experimental, como único medio de
dispersión del sólido se utiliza el agua común, sin agentes químicos ni floculantes.
Luego, en el diseño experimental se tiene en cuenta la influencia de la concentración
de sólidos inicial φ 0 y la intensidad de agitación I a . Por razones que se explican en
el próximo epígrafe, la influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0
particularmente sobre la VS, no se estudia.
En la fig. 2.1 se presenta el diagrama que muestra cuáles son los factores cuya
influencia sobre el coeficiente de correlación se estudia y a través de cuáles de las
variables intermedias (CTE, CTSE, CPE, VS y CPC), puede manifestarse esta
influencia. En este diagrama se observa que la fuerza motriz de la filtración, puede
influir sobre la correlación entre la CPE y la CTSE, a través de la CTSE. La influencia
de la intensidad de agitación I a sobre todos los coeficientes de correlación, puede
manifestarse a través de todas las variables intermedias. La influencia de la
41
�Materiales y métodos
concentración de sólidos inicial φ 0 sobre todos los coeficientes de correlación, puede
manifestarse a través de todas las variables intermedias, excepto la VS, pues esta
variable fue determinada en un nivel único de concentración de sólidos inicial φ 0 .
Fig 2.1 Factores cuya influencia sobre el coeficiente de correlación, se estudia.
2.1.3 Matriz experimental y metodología general de la investigación
Para determinar la CTSE se tuvieron en consideración dos niveles de presión ∆P. El
nivel inferior corresponde a la filtración bajo la fuerza de gravedad y el superior a la
filtración al vacío con una diferencia de presión igual a 29,4 kPa (0,3 at). En calidad
de nivel inferior se asumió la filtración gravitatoria, porque esta es la condición que
garantiza el menor costo de la instalación para la predicción de la CPE, mientras que
el tiempo de experimentación es máximo. El nivel superior fue el que mediante
tentativas preliminares pudo ser considerado racional. Para ello se tuvo en cuenta el
compromiso entre la necesidad de garantizar la reducción del tiempo de
experimentación como resultado del aumento de la fuerza motriz de la filtración y a
la vez trabajar con enrarecimientos relativamente bajos, para tener la posibilidad de
mantener en funcionamiento la bomba de vacío durante amplios intervalos de
tiempo, sin riesgo de sobrecalentamiento.
La CTE se obtuvo solamente por filtración al vacío, pues el tiempo necesario para
determinar la CTE por filtración gravitatoria, desde el punto de vista práctico se
consideró excesivamente prolongado.
Para determinar la CPC, tentativamente el nivel superior del coeficiente de
separación se asumió igual a 2000 y el inferior igual a 1000.
42
�Materiales y métodos
Fueron considerados dos niveles de intensidad de agitación I a . El inferior
corresponde al lavado del mineral mediante el removido manual, seguido por la
homogeneización y muestreo bajo un criterio de Reynolds Re = 2,4 ⋅ 10 4. El superior
corresponde al lavado bajo un criterio de Reynolds Re = 1,0 ⋅ 10 5 , seguido por la
homogeneización y el muestreo bajo el mismo criterio de Reynolds. El cálculo del
criterio de Reynolds aparece en el anexo 2. Detalles sobre la preparación de la
suspensión aparecen en el epígrafe 2.2.1.
Fueron utilizados dos niveles de concentración de sólidos inicial: 3,95 y 8,58 % en
volumen. Estas concentraciones volumétricas corresponden aproximadamente a las
concentraciones másicas 12,5 % y 25 %, bajo el supuesto de que la densidad del
mineral es igual a 3,55 g/cm3.
Pruebas preliminares demostraron que si la concentración de sólidos inicial φ 0 en la
suspensión para la prueba de sedimentación es cercana al 25 % en masa, la altura
recorrida por la interfase agua-suspensión en el transcurso de 2 h, es tan pequeña,
que los errores relativos cometidos en su lectura, resultan inadmisibles. Esto explica
por qué, en el nivel industrial para determinar la velocidad de sedimentación la
suspensión se diluye hasta 12,5 %. Sobre esta misma base en el diseño
experimental, la VS inicial fue determinada únicamente en el nivel mínimo de
concentración de sólidos inicial φ 0 , que es similar al utilizado para el mismo
propósito en el nivel industrial.
Otra particularidad conocida de la velocidad de sedimentación como variable
predictora consiste, en que la concentración de sólidos inicial en la suspensión φ 0 ,
influye significativamente sobre ella. Eso conlleva, a que en la planta de
“Espesadores”, donde se realiza la prueba de sedimentación a la suspensión
preparada en condiciones industriales, la concentración de sólidos inicial φ 0 debe
mantenerse bajo control riguroso, para disminuir el efecto perturbador de sus
variaciones, sobre la lectura de la VS.
Cuando la CPE debe ser predicha y no se cuenta con la suspensión preparada,
además de controlar la concentración de sólidos φ 0 , es necesario controlar las
condiciones de preparación de la suspensión en cuanto a intensidad de agitación I a .
43
�Materiales y métodos
En general la influencia de las condiciones experimentales sobre las variables
explicativas, conlleva a la necesidad de mantener estas condiciones bajo control.
Esto constituye una razón más para incluir la concentración de sólidos inicial φ 0 y la
intensidad de agitación I a , entre los factores a considerar en el diseño experimental.
En la tabla 2.1 se muestran los valores asignados a cada factor en sus dos niveles.
Tabla 2.1. Factores considerados y sus niveles reales
No.
1
φ 0 , % vol.
2
I ag
3
4
∆P
Ks
Nivel inferior
Nivel superior
3,95
8,58
El correspondiente al lavado manual y
Re = 1,0 ⋅ 10 5
Re = 2,4 ⋅ 10 4 durante el muestreo
0,392 kPa (4 cm de H 2 O)
1000
29,43 kPa (0,3 at)
2000
En la tabla 2.2, se muestran las combinaciones de condiciones experimentales
codificadas. El nivel inferior y superior asignado a cada factor, se representa con los
signos ( - ) y ( + ) respectivamente.
Tabla 2.2 Matriz experimental codificada
CPE, CTSE, CTE, CPC CTSE CTE CPC
No. Serie
1
2
3
4
A
B
C
D
φ0
Ia
+
+
-
+
+
∆P
-
+
+
+
+
∆P
+
+
+
+
Ks
-
+
+
+
+
VS
φ0 I a
-
+
+
En esta tabla se muestra que en la serie A, cuando en calidad de variable explicativa
se asumió la concentración de sólidos en la torta sin escurrir CTSE, se aplicaron
combinaciones de tratamiento de tres factores: la concentración de sólidos inicial φ0 ,
la intensidad de agitación I a durante la preparación de la suspensión y la presión
∆P durante la filtración. Cuando en calidad la variable explicativa es la CPC, en
calidad de tercer factor se consideró el coeficiente de separación Ks. Cuando en
calidad de variable predictora se tomó la CTE, conforme ha sido fundamentado
anteriormente, esta variable se tomó solamente en el nivel superior de presión ∆P.
44
�Materiales y métodos
Cada serie experimental está compuesta de 13 corridas. El esquema de una corrida
experimental se resume con arreglo a lo mostrado en la fig. 2.2, como sigue.
Primeramente se llevó a cabo el lavado y la clasificación de la muestra de trabajo
que contiene mineral de una o varias muestras puras, con la obtención de la clase
>0,83 mm en calidad de rechazo y la clase <0,83 mm, que formó parte de la
suspensión de trabajo. El lavado se realizó en uno de los niveles de intensidad de
agitación I a referidos más arriba.
Una vez preparada la suspensión, se reajustó la concentración de sólidos para
garantizar el nivel preestablecido de este factor.
A partir de esta suspensión, se tomaron las muestras para realizar las siguientes
pruebas:
•
Sedimentación gravitatoria para determinar la CPE.
•
Sedimentación gravitatoria para determinar la VS después de nivelar la
concentración de sólidos inicial φ0 en el nivel inferior (3,95 % en volumen).
•
Filtración gravitatoria sin escurrido que corresponde en el nivel inferior de presión
∆P .
•
Filtración al vacío sin escurrido.
•
Filtración al vacío con escurrido.
•
Sedimentación centrífuga en el nivel inferior del coeficiente de separación Ks.
•
Sedimentación centrífuga en el nivel superior del coeficiente de separación Ks.
De ese modo, se obtuvieron los pares ordenados (CTSE, CPE), (CTE, CPE), (CPC,
CPE), y (VS, CPE).
Los detalles metodológicos sobre la ejecución de cada operación, aparecen en los
epígrafes (2.2.1 – 2.2.4).
En la tabla 2.3 se observa que una serie experimental consta de 13 corridas,
designadas cada una con los subíndices del 1 al 13. En la fila 1 se puede apreciar,
que para realizar las corridas experimentales A 1 , B 1 , C 1 y D 1 , fueron utilizadas
muestras de trabajo, 100 % constituidas por mineral de la muestra pura No. 1. En la
fila 8 se aprecia que la octava corrida de cada una de las series experimentales, fue
realizada con muestras de trabajo constituidas por el 35 % de la muestra pura No. 1
45
�Materiales y métodos
y el 65 % de la muestra pura No. 2. Quiere decir que las corridas de igual No. de
orden, fueron realizadas con muestras de trabajo similares.
Fig. 2.2 Esquema de una corrida experimental
El orden en que serían realizadas las corridas experimentales, se decidió
parcialmente al azar. Para tomar esta decisión se tuvo en cuenta lo explicado en el
anexo 3, acerca de la autocorrelación y la importancia de la aleatorización,
Para decidir cual de las corridas con número de orden igual a uno (A 1 , B 1 , C 1 y D 1 ),
sería la primera en ser realizada, se tomaron cuatro recortes de papel, se anotó en
cada uno el código de una de las series (A, B, C, D) y se colocaron en una urna, a
partir de la cual, se extrajeron aleatoriamente. Se anotó el orden en que serían
realizadas las corridas (por ejemplo: A 1 , C 1 , D 1 , B 1 ). En el caso de las corridas con
número de orden igual a dos se procedió similarmente; así sucesivamente, hasta
completar las 13 corridas de las cuatro series experimentales.
46
�Materiales y métodos
Tabla 2.3. Densidad del sólido y contenido de cada muestra pura en las muestras de trabajo
No. de la muestra
Densidad de la muestra pura, g/cm
Código
del experimento
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
3
9
10
Densidad
de
la
muestra
de trabajo
3,74 3,80 3,77 3,69 3,69 3,57 3,74 3,56 3,73 3,78
Contenido de cada muestra en el material utilizado en el
experimento, partes másicas
1
A1, B1, C1, D1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3,74
2
A2, B2, C2, D2
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
3,80
3
A3, B3, C3, D3
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
3,77
4
A4, B4, C4, D4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
3,69
5
A5, B5, C5, D5
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
3,69
6
A6, B6, C6, D6
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
3,57
7
A7, B7, C7, D7
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
3,56
8
A 8 , B 8 , C 8 , D 8 0,35 0,65
0
0
0
0
0
0
0
0
3,78
9
A 9 , B 9 , C 9 , D 9 0,35
0
0,65
0
0
0
0
0
0
0
3,76
10 A 10 … D 10
0
0
0
0,35
0
0,65
0
0
0
0
3,61
11 A 11 … D 11
0
0
0
0
0
0
0,35
0
0,65
0
3,73
12 A 12 ... D 12
0
0
0
0
0
0
0
0
3,78
0
3,69
13 A 13 ... D 13
0,35 0,65
0,18 0,08 0,10 0,03 0,20 0,08 0,10 0,18 0,05
La cantidad mínima de mediciones fue seleccionada a partir de pruebas
preliminares, donde se realizaron cuatro mediciones, que permitieron determinar el
error relativo por la ecuación
δx =
∆x ⋅ 100
x
(2.1)
donde ∆x es el error absoluto de estimación y x es el promedio.
Para determinar el error absoluto de estimación ∆x, se asumió un nivel de confianza
α = 0,05 y se tuvo en cuenta que de acuerdo con Freund (1992), cuando el número
de mediciones es menor que 30 resulta válida la siguiente ecuación
∆x = tα
S n −1
2
; n −1
n
(2.2)
donde tα 2; n −1 - percentil de orden 100(1 − α / 2 ) de la distribución t con f = (n − 1)
grados de libertad; S n −1 - desviación típica de la muestra; n - número de mediciones.
47
�Materiales y métodos
La obtención de errores relativos δx mucho menores que el 3 % dio la posibilidad de
admitir, que para obtener el promedio de las variables en cada corrida, es suficiente
realizar tres mediciones. En la tabla 2.4 aparecen los intervalos en que varían la
desviación típica S n −1 , calculada mediante la función “DESVEST” del tabulador
“Microsoft Excel 2000” y el error relativo δx .
Tabla 2.4 Intervalos de variación de la desviación típica y el error relativo
Variable
CPC
CTSE
VS
CTE
0,1
0,5
0,6
1,0
S n-1
0,3
0,8
1,1
1,3
δx
0,2
1,2
1,4
2,5
0,7
2,0
2,7
3,2
La limpieza de errores graves se realizó mediante el criterio de Student, que de
acuerdo con Mitrofanov (1974), se determina por el estadígrafo
t=
x* − x
S n −1
(2.3)
donde x* - medición sospechosa.
El valor calculado de t se comparó con su valor crítico, correspondiente al nivel de
significación máximo admisible (0,05) y grados de libertad f = n − 1 (Mitrofanov,
1974). Ante la aparición de un error grave, la lectura correspondiente se repitió.
2.2 Procedimientos experimentales particulares
2.2.1 Preparación y muestreo de la suspensión
Una vez que se obtuvieron las muestras de trabajo, se añadió aproximadamente el
85 % del volumen de agua necesario para obtener la concentración de sólidos
deseada (anexo 1). A continuación se ejecutó el lavado a la intensidad de agitación
I a preestablecida y seguidamente se agitó durante 40 min mientras se reajustaba la
concentración de sólidos en la suspensión y se practicaba el muestreo.
El lavado en el nivel mínimo de intensidad de agitación I a se realizó mediante el
removido manual, hasta percibir por apreciación táctil, que la fracción más gruesa
había sido liberada de la mayor parte de la fracción fina. La agitación para el reajuste
48
�Materiales y métodos
de la concentración de sólidos y el muestreo, se realizaron bajo el criterio de
Reynolds referido en el epígrafe 2.1.3.
Para el lavado con la intensidad de agitación I a correspondiente al nivel superior,
después de poner en marcha el agitador a la frecuencia de rotación que garantiza un
criterio de Reynolds igual al referido en el epígrafe 2.1.3, se añadió lentamente la
muestra de trabajo y se mantuvo la agitación durante 1 h.
A pesar de que esta operación, ha sido denominada lavado, es necesario aclarar
que en el sentido estricto del término, este proceso termina después de tamizar por
vía húmeda con ayuda de una brocha, hasta lograr que la clase >0,83 mm quedara
virtualmente libre de la clase <0,83 mm.
El reajuste de la concentración de sólidos se realizó iterativamente (anexo 1), hasta
lograr que la concentración de sólidos real se diferenciara de la necesaria en no más
de 3 % relativos. Esto en el caso donde la concentración de sólidos deseada es 8,58
% en volumen, es igual a 0,26 % en volumen, puesto que 0,26/8,58 = 0,03.
Las muestras de suspensión se tomaron manualmente de diferentes partes del
volumen de la suspensión mientras se agitaba y se vertieron de forma intercalada en
las probetas para la sedimentación gravitatoria y en los frascos destinados a
almacenar las muestras para la filtración y la sedimentación centrífuga. Dicho de otro
modo, el contenido del tomamuestras se tomó unas veces para la centrifugación,
otras para la filtración y otras para la sedimentación. Así sucesivamente, hasta
completar el volumen deseado para cada prueba.
El llenado de las probetas se realizó mediante un tomamuestras cuyo volumen es
igual a 90 cm3. El volumen del toma-muestras para las pruebas de sedimentación
centrífuga y filtración es igual a 35 cm3.
La calidad del muestreo se comprobó mediante una prueba de control.
Para esta prueba se obtuvieron experimentalmente 4 valores de concentración de
sólidos inicial de la suspensión. A continuación se tomaron las muestras para una
corrida experimental y posteriormente se determinó la concentración de sólidos en la
suspensión residual. Lo mismo se hizo con el contenido de la fracción <74 µm. Los
datos y resultados aparecen en la tabla 2.5.
49
�Materiales y métodos
En esta tabla, x es el promedio de la variable controlada; δx es el error relativo de
estimación, que se determina por la ecuación 2.1; α v y α m son la probabilidad de
significación observada de la igualdad de las varianzas y la probabilidad de
significación observada de la igualdad de las medias, calculadas respectivamente
por las funciones “PRUEBA. F” y “PRUEBA.T” de dos colas del del tabulador
“Microsoft Excel 2000”.
Tabla 2.5 Datos para el control de homogeneidad de las muestras
No.
1
2
3
4
Variable controlada
x1
x2
x3
x4
Concentración de sólidos inicial, % más. 26,2 26,4 26,3 26,6
Concentración de sólidos final, % más. 26,2 26,7 26,3 26,1
Contenido inicial de la fracción <74 µm 87,9 89,4 87,1 86,3
Contenido final de la fracción <74 µm 87,1 86,1 88,5 87,8
x
26,4
26,3
87,7
87,4
S n-1 ∆x
δx
0,2
0,3
1,3
1,0
1,1
0,50 0,76
1,5
2,4
0,68 0,73
1,8
0,3
0,4
2,1
1,6
αv
αm
Como se observa en la tabla 2.5, la probabilidad de significación observada de la
igualdad de varianzas α v es mucho mayor que 0,05. Es por ello, que para el cálculo
de la probabilidad de significación de la igualdad de las medias α m fue admitida la
igualdad de varianzas. Un valor de α m mayor que 0,05 sugiere que se puede aceptar
la falta de diferencia significativa entre las medias y permite concluir que ha sido
garantizada la homogeneidad de las muestras.
2.2.2 Prueba de sedimentación gravitatoria
Las pruebas de sedimentación gravitatoria para determinar la CPE y la VS, se
realizaron en probetas de 1000 cm3 . Para dar por terminada la prueba de
sedimentación destinada a determinar la CPE, se asumió como condición que la
altura de la capa de sedimento o producto espesado se mantuviese constante en el
transcurso de tres días.
Para determinar la densidad de las mezclas de n componentes, se conoce la
concentración de los componentes individuales
Ci
y sus correspondientes
densidades ρ i y se admite que el volumen total de cualquier mezcla, cuando no
ocurren interacciones químicas, es igual a la suma de los volúmenes parciales de los
componentes individuales. Luego, para 1 kg de mezcla se puede escribir
50
�Materiales y métodos
1
ρm
=
C1
ρ1
+
C2
ρ2
+
C3
ρ3
+ ... +
Cn
ρn
(2.4)
donde ρ m - densidad de la mezcla, g/cm3;
En el caso particular de las suspensiones líquido-sólido de acuerdo con Pavlov et al.
(1981) la densidad de la suspensión se determina a partir de la relación entre la
densidad del sólido ρ sol , la densidad del agua ρ ag y la fracción másica de sólidos
Csol , conforme la ecuación
1
ρs
=
C sol
ρ sol
+
1 − C sol
ρ ag
(2.4a)
Conceptualmente la concentración de sólidos en partes volumétricas, es la relación
entre el volumen de sólidos en suspensión y el volumen de suspensión. Por
consiguiente
ϕ=
m sol .ρ s
ρ
= C sol s
m s .ρ sol
ρ sol
(2.5)
donde msol , ms - masa de sólidos en suspensión y de la suspensión respectivamente,
kg;
La densidad de las muestras de mineral se determinó mediante el pignómetro a gas
modelo SPY-3, serie 467 fabricado por “Quantachrome Corporation”. En calidad de
gas pignométrico se utilizó Helio.
La densidad de las mezclas de mineral se determinó por la ecuación (2.4).
La concentración de sólidos inicial en partes másicas, se despeja de la ecuación
(2.4a).
C sol =
(ρ s − 1)ρ sol
ρ s ( ρ sol − 1)
⋅ 100
(2.4b)
La máxima desviación relativa de la concentración de sólidos inicial resultó igual a 2
% en volumen.
La concentración de sólidos final se determinó por la ecuación
C s, f =
M sol
M sol
=
M p ,e M s ,i − (Vs ,i − V p ,e )
(2.6)
51
�Materiales y métodos
donde M sol - masa de sólidos, g; M p ,e - masa del producto espesado, g; M s ,i - masa
de suspensión al inicio del experimento, g; Vs ,i - volumen de suspensión al inicio del
experimento, cm3; V p ,e - volumen del producto espesado, cm3.
En esta ecuación se admite que la densidad del agua es igual a 1 g/cm3.
La masa de sólidos se determinó por diferencia, después de filtrar el producto
espesado y secarlo.
2.2.3 Prueba de sedimentación centrífuga
Las pruebas de sedimentación centrífuga se realizaron en una centrífuga de
laboratorio modelo TDL-5-A, fabricada por “Shanghai Scientific Instrument Factory”,
dotada de control electrónico de frecuencia de rotación. Después de programar la
centrífuga
para las frecuencias de rotación deseadas, se comprobó que este
parámetro se mantenía prácticamente constante.
Para el cálculo del volumen de suspensión mínimo necesario para determinar la
CPC, se asumió que esta variable debe ser determinada con un error absoluto
máximo admisible igual a ± 0,25 %. Si se asume por experiencia una CPC mínima
igual a 50 %, este error absoluto representa un error relativo igual a 5 ⋅ 10 −3 .
La CPC se determinó por la fórmula
CPC =
M sol M 1 − M 2
=
M PC M 3 − M 2
donde M sol - masa de sólidos seco en el producto centrifugado, g; M PC - masa del
producto centrifugado húmedo, g; M 1 − masa del sólido seco con la tara, g; M 2 masa de la tara, g; M 3 - masa del producto centrifugado con la tara, g.
El error absoluto máximo de una suma algebraica es igual a la suma de los errores
absolutos de los sumandos y el error absoluto máximo de un cociente es la suma de
los errores absolutos del dividendo y el divisor (Danílina, et al., 1990). Luego, si
como en la ecuación (2.1), se representa por ∆ el error absoluto y por δ el error
relativo y se tiene en cuenta que el error absoluto de la balanza utilizada es igual
± 0,01 g , se puede plantear que
52
�Materiales y métodos
∆M sol = ∆M pc = 0,01 + 0,01 = 0,02 g
δ (CPC ) = δM sol + δM pc =
0,02 0,02
0,02
0,02
+
=
+
M sol M + 50 M
M sol 2 M sol
sol
sol
50
Al sustituir en esta ecuación el valor máximo admisible del error relativo
δ (CPC ) = 5 ⋅ 10−3 , se obtiene una masa de sólidos mínima necesaria igual a 6 g, que
en el caso de la menor concentración de sólidos inicial en partes másicas, están
contenidos en 6 0,125 = 48 cm 3 de suspensión. Este es el volumen mínimo de
suspensión, necesario para garantizar en la determinación de la CPC, un error
absoluto igual o menor que el máximo admisible, que fue asumido igual a 0,25 % en
masa.
Finalmente, para garantizar una reserva, se tomó una muestra cuyo volumen en el
nivel superior de concentración de sólidos inicial φ 0 es igual a 70 cm3 (dos tomamuestras de 35 cm3) y en el nivel inferior 140 cm3, que corresponde a una masa de
sólidos aproximadamente constante e igual a 21,4 g.
Para decidir el tiempo de centrifugación que garantiza la CPC de equilibrio, se
asumió por experiencia práctica que el tiempo necesario para alcanzar la CPE de
equilibrio generalmente no excede los 12 días. Luego, si se admite que la velocidad
de los procesos de sedimentación y compresión bajo el campo de fuerzas
centrífugas es proporcional al coeficiente de separación, el tiempo mínimo necesario
para alcanzar la CPC de equilibrio en las pruebas de centrifugación en el nivel
inferior del coeficiente de separación Ks = 1000, se puede valorar por la siguiente
relación
t min =
12 ⋅ 24 ⋅ 60
= 17 min
1000
Como el resultado del cálculo anterior tiene carácter aproximado, se realizó una
prueba de control.
Para ello se obtuvieron experimentalmente 5 valores de CPC, con el tiempo de
centrifugación igual a 20 min y 5 valores con el tiempo de centrifugación igual a 25
min. Los datos y resultados aparecen en la tabla 2.6, que es similar a la tabla 2.5.
53
�Materiales y métodos
Un análisis similar al realizado a los datos de la tabla 2.5, permite aceptar la falta de
diferencia significativa entre las medias. No obstante, para contar con una reserva, el
tiempo de centrifugación se admitió igual a 30 min.
Tabla 2.6 Datos para seleccionar el tiempo de centrifugación
Tiempo de
x
x2
x3
x4
x5
x S n-1 ∆x δx α v α m
centrifugación, min 1
1
20 min
53,51 53,72 53,49 53,84 53,86 53,68 0,18 0,25 0,47
0,50 0,29
2
25 min
53,68 53,55 53,91 54,14 53,79 53,81 0,23 0,32 0,59
No.
2.2.4 Prueba de filtración
La prueba de filtración se realizó en la instalación representada en la fig. 2.3,
formada por el embudo de porcelana (1), en el cual se coloca un filtro de papel de
filtración rápida. El embudo (1) se comunica con el matraz de succión (2), que realiza
la función de colector de filtrado. El enrarecimiento se garantiza mediante la bomba
de vacío (3) y puede ser regulado por medio de la válvula (4), que comunica al
tanque compensador de oscilaciones de presión (5) con la atmósfera. El
enrarecimiento es indicado por el vacuómetro metálico (6). La válvula de tres vías
(7), garantiza el enrarecimiento y la despresurización del matraz de succión (2) y del
filtro (1).
Para esta prueba una vez establecido el enrarecimiento deseado y colocado el filtro
de papel en el embudo (1), con un tomamuestras de 35 cm3 se vertieron 70 cm3 en
un frasco, al que posteriormente se le colocó la tapa, se agitó manualmente y se
vertió su contenido en el centro del embudo. Para la obtención de la torta húmeda, la
filtración se dio por concluida, al detectar visualmente la desaparición de todo
vestigio de suspensión fluida encima de la torta. El escurrido se realizó durante 20
min. Para determinar el tiempo de escurrido se realizaron pruebas preliminares
similares a la mostrada en el epígrafe 2.2.3 para el tiempo de centrifugación.
El volumen de la muestra es igual al fundamentado en el epígrafe 2.2.3 en el caso
de la prueba de sedimentación centrífuga.
La concentración de sólidos en la torta, se determinó como se hace en el caso del
sedimento obtenido por centrifugación.
54
�Materiales y métodos
Fig. 2.3 Esquema de la instalación experimental para la prueba de filtración
2.3 Correlación y regresión
Como medida de la capacidad predictiva de las variables consideradas en calidad de
explicativas, se utilizó el coeficiente de correlación muestral r, que es un estimador
del coeficiente de correlación poblacional ρ.
Para ello se asume que la CPE como variable respuesta o dependiente Y , puede
ser una función lineal tanto en las variables como en los parámetros, de cada una de
las variables explicativas o regresoras consideradas (CTSE, CTE, CPC y VS).
Luego, debe cumplirse la función
Y = β 0 + β1 X + ε
(2.9)
donde X - variable explicativa; ε - error (se conoce además como perturbación
estocástica); β 0 , β 1 - parámetros de la ecuación de regresión.
Los estimadores de β 0 y β 1 , se representan por b0 y b1 respectivamente.
El cálculo del coeficiente de correlación y el ajuste de la recta de regresión, se
realizó mediante la herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel 2000”.
Para establecer la significación del coeficiente de correlación, se registró la
probabilidad de significación de la hipótesis nula que supone la igualdad a cero del
coeficiente de correlación, ofrecido por la referida herramienta y se comparó con el
nivel de significación máximo admisible (0,05). También se registraron los límites del
55
�Materiales y métodos
intervalo de confianza del coeficiente de correlación. Sobre esto se abunda en el
anexo 3, donde también se trata el control de los supuestos en que se basa el
cálculo de regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados ordinarios. Para
este control se previo la posibilidad de que puedan cumplirse las ecuaciones de
regresión
Y = β 0 + β1 X 1 + β 2 X 2
(2.9a)
y
Y = β0 + β2 X 2
(2.9b)
donde X 1 es la variable asumida en calidad de explicativa y X 2 = X 12 .
Conclusiones
1. El diseño experimental está constituido por cuatro series experimentales, que
incluyen 13 corridas. En cada corrida se preparó una suspensión a partir de una
muestra de trabajo. De esta suspensión se tomaron las muestras para realizar las
pruebas de sedimentación gravitatoria, filtración y centrifugación, para determinar
las variables CPE, CTSE, CTE y VS en los niveles previamente seleccionados de
los factores intensidad de agitación I a durante el lavado, concentración de
sólidos inicial en la suspensión φ 0 , así como de la presión durante la filtración ∆P
y el coeficiente de separación durante la centrifugación Ks .
2. El esquema general de trabajo en el laboratorio, consistió en la selección de la
muestra de trabajo, seguida de la realización de la correspondiente corrida
experimental como se muestra en la fig. 2.1. Cada variable se determinó a partir
de tres mediciones. Ante la presencia de errores groseros, la determinación de la
variable se repitió hasta obtener como mínimo tres mediciones confiables. Estos
pasos se repitieron hasta completar la totalidad de las corridas.
3. Los mayores errores relativos, fueron observados en la determinación de la CTE.
Estos se encuentran en el intervalo de (2,5 – 3,2 %).
4. El volumen de las muestras tomadas para realizar la pruebas de centrifugación y
filtración, garantiza un error menor que el asumido en calidad de máximo
admisible en la determinación de la CPC.
5. El tiempo de centrifugación garantiza la obtención de la CPC de equilibrio.
56
�CAPÍTULO 3
COMPROBACIÓN EMPÍRICA DE LOS RESULTADOS TEÓRICOS
La comprobación empírica de los resultados teóricos, se realiza mediante el método
experimental en el nivel de laboratorio, el método estadístico y el método lógico.
3.1 Resultados experimentales
Los resultados del tratamiento previo de los datos experimentales, aparecen en la
tabla 3.1.
Tabla. 3.1 Resultados del tratamiento previo de los datos experimentales
Variable
ExperiNo. mento CPE
CPE
% más. % vol.
CTSE CTSE CTSE CTSE
CTE
CPC
% más. % vol. % más. % vol. % más. % más.
Presión inferior
Presión superior
CPC
% más.
Ks inferior Ks superior
VS
mm/h
1
A1
41,6
16,0
43,3
17,0
57,5
26,6
64,2
58,3
62,3
53,5
2
A2
28,9
9,7
31,1
10,6
39,7
14,8
56,4
51,5
56,3
33,0
3
A3
39,1
14,6
41,4
15,8
52,2
22,5
63,8
59,0
62,1
57,5
4
A4
37,5
14,0
40,6
15,6
50,3
21,5
60,8
54,1
58,1
35,0
5
A5
37,0
13,7
40,3
15,5
48,7
20,5
59,2
52,9
57,0
27,0
6
A6
36,5
13,9
39,0
15,2
50,2
22,0
60,4
51,0
56,1
49,5
7
A7
38,7
15,1
40,1
15,8
51,9
23,3
59,8
53,5
57,3
72,5
8
A8
32,4
11,3
34,7
12,3
45,6
18,2
58,9
52,8
57,6
26,5
9
A9
40,9
15,5
43,6
17,1
53,6
23,5
63,6
58,7
62,0
66,0
10
A 10
37,6
14,3
39,2
15,1
51,9
23,0
60,3
51,7
55,3
60,0
11
A 11
38,9
14,6
41,9
16,2
51,7
22,3
58,4
52,4
55,5
48,5
12
A 12
35,9
12,9
37,3
13,6
47,2
19,1
60,9
55,7
59,9
55,0
13
A 13
36,2
13,3
38,4
14,5
50,0
21,3
60,6
54,9
58,6
67,5
14
B1
44,1
17,4
45,4
18,2
58,6
27,5
64,1
59,4
63,0
126,5
15
B2
31,2
10,7
33,0
11,5
41,2
15,6
55,1
51,6
55,6
61,0
16
B3
42,4
16,3
44,8
17,7
53,5
23,4
63,1
57,9
62,2
95,0
17
B4
39,8
15,2
42,5
16,7
52,1
22,8
61,9
54,4
58,0
68,0
18
B5
40,9
15,8
44,0
17,6
50,7
21,8
59,2
53,6
57,8
88,0
19
B6
38,7
15,0
41,0
16,3
50,6
22,3
59,8
50,7
56,7
114,0
57
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
Variable
ExperiNo. mento CPE
CPE
% más. % vol.
CTSE CTSE CTSE CTSE
CTE
CPC
% más. % vol. % más. % vol. % más. % más.
Presión inferior
Presión superior
CPC
% más.
Ks inferior Ks superior
VS
mm/h
20
B7
42,4
17,1
43,6
17,8
54,6
25,3
61,2
54,8
58,3
130,5
21
B8
36,5
13,2
38,5
14,2
47,8
19,5
57,3
53,4
57,3
89,5
22
B9
43,4
16,9
45,7
18,3
55,0
24,5
64,1
58,7
62,2
105,0
23
B 10
41,2
16,3
42,3
16,9
52,4
23,4
59,7
52,2
55,8
133,5
24
B 11
41,3
15,9
43,9
17,3
53,4
23,5
58,6
52,9
55,5
108,5
25
B 12
39,7
14,8
40,6
15,3
49,7
20,7
60,1
55,5
59,6
92,5
26
B 13
39,0
14,8
41,1
15,9
51,2
22,2
59,6
56,0
59,1
126,0
27
C1
42,1
16,3
43,9
17,3
57,4
26,5
63,4
56,7
59,4
132,0
28
C2
31,1
10,6
31,9
11,0
41,4
15,7
55,2
50,0
53,7
70,0
29
C3
40,7
15,4
41,9
16,1
54,0
23,7
62,8
56,3
59,8
99,0
30
C4
38,3
14,4
39,1
14,8
52,6
23,1
60,9
51,7
54,9
67,5
31
C5
35,1
12,8
37,7
14,1
48,7
20,5
58,4
50,7
52,7
93,5
32
C6
37,1
14,2
39,2
15,3
51,5
22,9
60,3
49,8
54,0
112,0
33
C7
39,6
15,6
40,5
16,1
53,7
24,6
60,1
51,4
54,4
105,5
34
C8
34,1
12,0
35,8
12,9
46,8
18,9
56,5
51,3
54,9
91,0
35
C9
42,8
16,6
43,5
17,0
56,1
25,4
63,9
57,2
60,3
110,0
36
C 10
37,9
14,5
40,3
15,7
52,6
23,5
59,5
48,9
53,1
120,0
37
C 11
39,6
14,9
41,8
16,1
53,2
23,3
57,4
50,4
52,4
95,0
38
C 12
36,4
13,1
37,7
13,8
48,7
20,1
60,2
53,7
56,9
85,0
39
C 13
39,4
15,0
40,5
15,6
51,9
22,6
60,1
51,5
55,2
113,0
40
D1
38,4
14,3
38,9
14,5
56,1
25,5
62,9
56,6
59,5
49,0
41
D2
28,1
9,3
28,9
9,7
40,9
15,4
55,6
49,9
53,9
31,5
42
D3
36,0
13,0
37,8
13,9
51,9
22,3
63,2
56,3
59,6
63,5
43
D4
34,8
12,6
35,6
13,0
49,8
21,2
60,2
51,5
54,2
33,0
44
D5
32,9
11,7
34,5
12,5
48,2
20,1
58,7
50,4
52,8
24,5
45
D6
35,5
13,4
37,3
14,3
51,3
22,8
59,8
49,8
53,2
49,5
46
D7
35,9
13,6
36,4
13,8
50,1
21,8
60,1
51,3
53,8
75,0
47
D8
30,7
10,5
30,9
10,6
45,4
17,9
57,7
51,2
54,6
41,0
48
D9
40,0
15,1
40,5
15,3
55,2
24,4
63,4
56,6
58,8
64,5
49
D 10
34,9
12,9
36,3
13,6
50,6
22,1
58,9
49,1
52,2
57,5
50
D 11
36,6
13,4
37,5
13,8
51,6
22,2
56,7
49,9
52,8
45,0
51
D 12
33,4
11,7
34,1
12,0
46,5
18,8
59,9
53,1
56,7
60,0
52
D 13
35,7
13,1
36,5
13,5
50,0
21,3
59,8
51,8
54,7
65,0
58
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
3.1.1 Resultados del cálculo de correlación y regresión
Los resultados del cálculo de correlación y regresión bajo el supuesto de regresión
lineal, realizado como se explica en el epígrafe 2.3, se muestran en la tabla 3.2,
donde aparece el coeficiente de correlación lineal r, la probabilidad de significación
observada de su igualdad a cero α r , los límites inferior y superior de su intervalo de
confianza r inf y r sup , el error típico de estimación E , así como los valores de la
pendiente b 1 y del intercepto b 0, y los límites de sus respectivos intervalos de
confianza.
Tabla 3.2 Resultados del análisis de correlación y regresión
No.
Serie
r
1
2
3
4
A
B
C
D
0,983
0,980
0,979
0,986
5
6
7
8
A
B
C
D
0,968
0,965
0,971
0,969
9
10
11
12
A
B
C
D
0,781
0,862
0,860
0,763
13
14
15
16
A
B
C
D
0,567
0,606
0,623
0,559
17
18
19
20
A
B
C
D
0,601
0,636
0,650
0,577
21
22
23
24
A
B
C
D
0,494
0,605
0,611
0,464
25
26
A
B
0,982
0,979
αr
r inf
r sup
E
b1
b 1,inf
b 1,sup
CPE, % más. vs CTSE, % más. (Presión inferior)
0,000 0,942 0,995 0,65 0,9636 0,8439 1,0833
0,000 0,932 0,994 0,70 0,9648 0,8345 1,0951
0,000 0,931 0,994 0,69 0,9859 0,8512 1,1207
0,000 0,951 0,996 0,54 0,9700 0,8596 1,0803
CPE, % más. vs CTSE, % más. (Presión superior)
0,000 0,892 0,991 0,89 0,7642 0,6319 0,8965
0,000 0,884 0,990 0,92 0,7860 0,6442 0,9277
0,000 0,904 0,992 0,81 0,7570 0,6341 0,8800
0,000 0,897 0,991 0,80 0,7491 0,6225 0,8757
CPE, % más. vs CTE, % más. (Presión superior)
0,002 0,404 0,931 2,20 1,1749 0,5512 1,7986
0,000 0,593 0,958 1,78 1,1161 0,6811 1,5510
0,000 0,588 0,957 1,75 1,0899 0,6611 1,5187
0,002 0,366 0,925 2,08 0,9895 0,4333 1,5458
CPE, % más. vs VS, mm/2h
0,043 0,024 0,852 2,90 0,1240 0,0045 0,2436
0,028 0,082 0,867 2,80 0,0878 0,0113 0,1643
0,023 0,109 0,874 2,68 0,1092 0,0182 0,2002
0,047 0,011 0,849 2,67 0,1134 0,0018 0,2250
CPE, % más. vs CPC, % más. (Ks inferior)
0,030 0,074 0,865 2,82 0,7255 0,0846 1,3664
0,019 0,132 0,879 2,72 0,7888 0,1544 1,4231
0,016 0,155 0,884 2,60 0,7638 0,1715 1,3562
0,039 0,038 0,856 2,63 0,6584 0,0399 1,2769
CPE, % más. vs CMPC, % más. (Ks superior)
0,086 -0,079 0,821 3,07 0,6642 -0,1123 1,4407
0,029 0,080 0,867 2,80 0,7924 0,0994 1,4853
0,027 0,090 0,869 2,71 0,7330 0,1019 1,3641
0,111 -0,117 0,808 2,86 0,5451 -0,1462 1,2365
CPE, % vol. vs CTSE, % vol. (Presión inferior)
0,000 0,940 0,995 0,34 0,9254 0,8079 1,0430
0,000 0,928 0,994 0,39 0,9326 0,8027 1,0625
b0
b 0,inf
b 0,sup
-0,9
-0,5
-1,0
0,1
-5,6
-6,0
-6,3
-3,8
3,9
5,0
4,4
4,1
-1,2
-0,5
-0,9
-2,5
-7,9
-7,8
-7,3
-8,8
5,4
6,8
5,4
3,8
-34,1
-27,2
-27,3
-24,3
-71,9
-53,5
-53,0
-57,6
3,7
-1,0
-1,6
9,0
30,8
31,0
27,2
29,1
24,6
23,0
17,9
23,2
37,0
39,1
36,4
35,0
-2,4
-3,1
-1,9
0,5
-37,3
-37,8
-32,9
-31,7
32,5
31,6
29,1
32,8
-1,7
-6,4
-2,7
4,8
-47,0
-47,0
-37,8
-33,4
43,6
34,3
32,4
42,9
-0,1
0,0
-1,8
-2,1
1,7
2,2
59
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
No.
Serie
27
28
C
D
29
30
31
32
A
B
C
D
r
αr
r inf
r sup
E
b1
b 1,inf
b 1,sup
b0
0,980 0,000 0,931 0,994 0,36 0,9570 0,8269 1,0871 -0,1
0,986 0,000 0,952 0,996 0,27 0,9524 0,8453 1,0594 0,2
CPE, % vol. vs CTSE, % vol. (presión superior)
0,966 0,000 0,887 0,990 0,46 0,5755 0,4733 0,6777 1,4
0,961 0,000 0,870 0,988 0,53 0,6051 0,4888 0,7213 1,7
0,976 0,000 0,918 0,993 0,39 0,5736 0,4879 0,6594 1,4
0,964 0,000 0,880 0,989 0,43 0,5525 0,4511 0,6540 0,9
b 0,inf
b 0,sup
-2,1
-1,3
1,8
1,6
-0,8
-0,9
-0,5
-1,2
3,6
4,4
3,4
3,1
En la tabla 3.2, al comparar los valores del coeficiente de correlación entre la CPE y
la CTSE, ambas en % másicos (filas 1-8), con los correspondientes valores del
coeficiente de correlación entre las mismas variables, expresadas en % en volumen
(filas 25-32), se observa que los valores obtenidos son prácticamente los mismos.
Un análisis similar al anterior, cuando en calidad de variables explicativas se asume
la CPC ofreció el mismo resultado.
Lo anterior y el hecho de que la concentración de sólidos expresada en unidades de
masa tiene como ventaja que se determina directamente, sin necesidad de conocer
la densidad del mineral y de la suspensión, condujo a la decisión de hacer referencia
en lo adelante, únicamente a la correlación y regresión, cuando las variables se
encuentran expresadas en % en masa.
3.1.2 Control de observaciones anómalas
En el caso de la regresión cuyos resultados se muestran en la fila 1, tabla 3.2, se
prepara la tabla 3.3, donde se muestran los valores pronosticados de la CPE, los
residuos absolutos y los residuos estándares.
En este caso se observa la ausencia de observaciones anómalas (con residuo
estándar mayor o igual que 2). El resumen de un análisis similar en el caso de las
regresiones cuyos resultados se muestran en las filas (1-24), de la tabla 3.2, se
aprecia en la tabla 3.4.
En esa tabla se aprecia que en varios casos aparecen observaciones cuyo residuo
estándar se caracteriza por un valor absoluto igual o ligeramente mayor que dos. No
obstante, como se observa por ejemplo de la fila 1 a la 3, la muestra que da como
resultado un residuo divergente en tres series, es la número 11. Luego, resulta
improbable que se haya cometido un error sistemático a la hora de realizar las
60
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
corridas: A 11 , C 11 y D 11 (Además, se sabe que el residuo en el punto No. 11 en la
serie B es igual a 1,84, que a pesar de ser menor que 2, es cercano a este valor).
Tabla 3.3 Datos para la detección de observaciones anómalas
Observación
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Pronóstico
de la CPE
40,9
29,1
39,0
38,3
38,0
36,7
37,8
32,6
41,2
36,9
39,5
35,1
36,1
Residuos
0,730
-0,214
0,061
-0,768
-0,979
-0,226
0,914
-0,183
-0,259
0,681
-0,621
0,812
0,052
Residuos
estándares
1,176
-0,344
0,098
-1,237
-1,576
-0,364
1,471
-0,294
-0,417
1,096
-1,000
1,307
0,083
Tabla 3.4 Resumen de observaciones anómalas
No. Variable explicativa Serie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
CTE, % más.
CPC, % más.
A
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
Nivel de
Código del Residuo
presión o Ks experimento estándar
A 11
2,10
Presión superior
C 11
2,58
D 11
2,40
A2
-2,24
B2
-2,46
Ks inferior
C2
-2,07
D2
-2,09
A2
-2,32
B
-2,43
Ks superior
2
C2
-2,15
D2
-2,21
Lo anterior permite considerar racional, aceptar la anomalía en ese punto y se
recomienda considerar en estudios posteriores, la posibilidad de que la divergencia
de las observaciones anómalas se encuentre condicionada por las particularidades
del mineral. Si estos puntos fuesen eliminados, se perdería información que en el
futuro podría ser importante. Aquí se incluye la posibilidad, de que la ecuación de
regresión idónea en general pueda ser no lineal.
61
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
3.2 Análisis de los resultados
3.2.1 Comportamiento del coeficiente de correlación y los parámetros en la
ecuación de regresión
En la tabla 3.2 (filas 1-12), se observa que la correlación lineal bivariada entre la
CPE y las variables CTSE y CTE, es positiva y significativa, pues en todas las
condiciones experimentales la probabilidad de significación observada es mucho
menor que 0,05. Lo mismo ocurre con la correlación entre la CPE y la CPC (filas 1720, 22 y 23). De esta manera ha quedado confirmado empíricamente, que la CPE
correlaciona positivamente con la CTSE, la CTE, la CPC. Esto permite recomendar
que en futuras investigaciones sean incluidas en el estudio experimental, la
concentración de sólidos obtenida por filtración centrífuga y la obtenida por
compresión mecánica, cuya capacidad explicativa de la CPE ha sido fundamentada
teóricamente; pero no ha sido realizado el estudio de confirmación empírica.
Solamente en dos combinaciones de condiciones experimentales (filas 21 y 24), la
probabilidad de significación observada es mayor que 0,05 (0,086 y 0,111
respectivamente). En correspondencia con esto, el límite inferior del intervalo de
confianza del coeficiente de correlación, en ambos casos es menor que cero (-0,079
y -0,117 respectivamente). Esto sucede, cuando la CPC se obtiene en el nivel
superior del coeficiente de separación Ks , cuando la intensidad de agitación I a se
encuentra en el nivel superior y la concentración de sólidos inicial φ 0 en cualquier
nivel. Esto constituye una premisa acerca de la influencia negativa del coeficiente de
separación Ks y la intensidad de agitación I a sobre el coeficiente de correlación
entre la CPE y la CPC.
En las filas 13-16, se observa que la correlación entre la CPE y la VS es positiva y
significativa. Esto se encuentra en correspondencia con la conclusión teórica del
capítulo 1, sobre la existencia de premisas teóricas acerca de la posibilidad de que la
VS correlacione con la CPE.
A partir de los datos que se muestran en la tabla 3.2, en la figura 3.1 se grafican los
valores de los coeficientes de correlación lineal bivariada entre las CPE y las
variables explicativas consideradas para cada condición experimental. La distinción
de cada método de separación mecánica de sistemas líquido-sólido, se realiza
mediante las denominaciones de las variables que aparecen en el eje de las
62
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
categorías. Aparece también, el nivel del factor que influye particularmente sobre la
variable dada. Las demás condiciones experimentales en cuanto a concentración de
sólidos inicial φ 0 e intensidad de agitación I a se distinguen mediante las
denominaciones de las series, donde aparecen los niveles de concentración de
sólidos inicial φ 0 e intensidad de agitación I a .
En este gráfico se puede observar que en el caso de la CPC en ambos niveles del
coeficiente de separación Ks, la VS y la CTE, las dos barras centrales (series B y C)
se encuentran por encima de las laterales (series A y D). Por otra parte, las barras
correspondientes a ambas series en cada pareja, se encuentran aproximadamente a
la misma altura.
Fig. 3.1 Comportamiento del coeficiente de correlación lineal bivariada entre la CPE y las
variables explicativas, en función de las condiciones experimentales.
Si se considera que en cada pareja de series la concentración de sólidos inicial φ 0
se encuentra presente en sus dos niveles, mientras que la intensidad de agitación I a
es constante y su nivel inferior corresponde a la pareja de series (B, C), se puede
apreciar que el coeficiente de correlación no depende de la concentración de sólidos
inicial φ 0 ; pero tiende a disminuir con el aumento de la intensidad de agitación I a . No
obstante, al analizar el comportamiento de los intervalos de confianza ejemplificado
en la fig. 3.2 para el caso de la correlación entre la CPE y la CPC en el nivel inferior
63
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
del coeficiente de separación Ks , no se confirma ninguna influencia. Lo mismo
ocurre en los demás casos mencionados.
En el caso particular de la correlación entre la CPE y la CTSE en ambos niveles de
presión, es notable que cualquier influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0
y la intensidad de agitación I a sobre el coeficiente de correlación, que pueda
confirmarse al aumentar la cantidad de observaciones, será poco importante desde
el punto de vista técnico.
Fig. 3.2 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y la CPC en
el nivel inferior de Ks.
En la fig. 3.3 se presentan los intervalos de confianza de los coeficientes de
correlación obtenidos en la serie A (como se puede apreciar en el anexo 5, el
comportamiento en las demás series es similar). En esta figura se confirma que la
CTSE garantiza un coeficiente de correlación muestral, mayor que el garantizado por
la VS. Esto se encuentra en correspondencia con lo expuesto en las conclusiones
del capítulo 1, acerca de la existencia de premisas teóricas sobre la posibilidad de
que la VS correlacione con la CPE y de que el coeficiente de correlación entre estas
dos variables sea relativamente bajo.
En la fig. 3.3, no es posible confirmar diferencia significativa entre el coeficiente de
correlación cuando la variable explicativa es la CTSE, obtenida en le nivel superior
de fuerza motriz de la filtración y el coeficiente de correlación cuando la variable
explicativa es la CTE, obtenida en el mismo nivel de fuerza motriz. No obstante, la
tendencia observada corresponde con la conclusión teórica del capítulo 1, referente
64
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
a que el coeficiente de correlación entre la CPE y la CTE, debe ser menor que entre
la primera variable y la CTSE.
Fig. 3.3 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y cada
variable explicativa en la serie A.
Tampoco es posible confirmar la influencia del coeficiente de separación Ks sobre el
coeficiente de correlación entre la CPE y la CPC, ni la influencia de la fuerza motriz
de la filtración sobre el coeficiente de correlación entre la CPE y la CTSE. Sin
embargo, las tendencias observadas, se encuentran en correspondencia con la
conclusión teórica, referente a que el coeficiente de correlación lineal entre la CPE y
las variables explicativas, es función decreciente de la fuerza motriz de la
compresión.
Para confirmar la afirmación anterior se considera que en el caso de la filtración, la
presión de compresión es la suma de la presión de arrastre y de la presión
provocada por el peso de las capas que se encuentran por encima de la capa
analizada. Como resultado de la acumulación de pérdidas por fricción, la presión de
arrastre y por ende la presión de compresión, se incrementa aguas abajo respecto al
flujo de filtrado. En la misma medida diminuye la presión hidrostática (Tiller y Yeh,
1987).
Determinar el valor integral de la presión de compresión a lo largo de toda la altura
del sedimento, resulta muy difícil. Es por ello, que para un estudio cualitativo acerca
de la influencia de la presión de compresión sobre el coeficiente de correlación y los
65
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
parámetros de la ecuación de regresión, se toma como referencia la presión de
compresión soportada por la capa de sedimento que se encuentra en contacto
directo con el medio filtrante, una vez que todo el sólido se ha depositado.
Esta presión de compresión, si se desprecia la resistencia del medio filtrante y el
peso del sólido, se puede considerar aproximadamente igual a la fuerza motriz de la
filtración.
Luego, los valores de la presión de compresión al final de la formación del
sedimento, en la capa que se encuentra en contacto con el medio filtrante, en los
niveles inferior y superior se conocen y de acuerdo con la tabla 2.1 son iguales a
0,392 y 29,43 kPa respectivamente.
En el caso de la centrifugación, la presión de compresión viene dada por la ecuación
Pc =
m ⋅ g ⋅ Ks
0,785d 2
donde m – masa de sólidos, kg; g – aceleración gravitatoria, m/s2; d – diámetro del
sedimento; m
Si se admite que la densidad de la suspensión es aproximadamente igual a 1,22
g/cm3, y se tiene en cuenta que en epígrafe 2.2.3 se dice que el volumen de muestra
en el nivel inferior de concentración inicial es igual a 140 cm3, la masa de sólidos es
m = 140 ⋅ 1,22 ⋅ 0,25 = 21,4 g
Luego, si se considera que el diámetro del sedimento es igual a 3 cm, finalmente en
el caso del nivel inferior del coeficiente de separación (de acuerdo con la tabla 2.1,
Ks = 1000 ) se puede plantear
Pc =
0,0214 ⋅ 9,81 ⋅ 1000
(
0,785 ⋅ 3,0 ⋅ 10
)
−2 2
≅ 3 ⋅ 10 5 Pa
Si se sabe que la masa de sólidos es la misma en los dos niveles del coeficiente de
separación Ks y que el valor de este último en el nivel superior de acuerdo con la
tabla 2.1, es igual a 2000, en este nivel del coeficiente de separación, la presión de
compresión es Pc = 6 ⋅ 10 5 Pa .
66
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
El comportamiento del coeficiente de correlación r y la pendiente b 1 en función de la
presión de compresión se encuentra representado en la fig. 3.4 y 3.5
respectivamente.
Fig. 3.4 Líneas de tendencia del coeficiente de correlación r, en función de la presión de
compresión Pc .
Fig. 3.5 Líneas de tendencia de la pendiente b 1 en función de la presión de compresión Pc .
A partir de la fig. 3.4 es posible confirmar que el coeficiente de correlación lineal
entre la CPE y las variables explicativas CTSE y CPC, es función decreciente de la
presión de compresión y además, que el límite del coeficiente de correlación cuando
la presión de compresión Pc tiende a cero, es igual a la unidad.
A partir de la fig 3.5 se confirma experimentalmente que el límite de la pendiente,
cuando la presión de compresión tiende a cero, es igual a la unidad.
67
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
El menor valor observado de las variables CTSE y CPC, es mucho mayor que cero
(igual a 28,9, de acuerdo con la tabla 3.1, fila 41). Esto equivale a decir que el
intercepto ha sido estimado por extrapolación, por lo que resulta improcedente
realizar el análisis de su tendencia cuando la presión de compresión tiende a cero.
No obstante, para obtener un criterio valorativo, en la fig. 3.6 se grafica el
comportamiento del intercepto en función de la presión de compresión. En esta
figura se observa que a pesar de las limitaciones expuestas en el párrafo anterior,
las líneas de tendencia muestran la disminución del módulo del intercepto con la
disminución de la presión de compresión Pc y convergen en valores cercanos a cero.
Lo anterior, a pesar de que por las razones ya expuestas, se considera insuficiente
para confirmar la conclusión teórica de que el intercepto tiende a cero cuando la
presión de compresión Pc tiende a cero, se encuentra en correspondencia con el
referido resultado teórico.
Fig. 3.6 Líneas de tendencia del intercepto b 0 en función de la presión de compresión Pc .
La influencia de los factores de compresibilidad individuales γ i y su desviación típica
S γ , sobre el coeficiente de regresión y los parámetros de la ecuación de regresión,
debe ser estudiada en futuras investigaciones.
68
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
La influencia de los factores de compresibilidad individuales γ i y su desviación típica
S γ , sobre el coeficiente de regresión y los parámetros de la ecuación de regresión,
debe ser estudiada en futuras investigaciones.
También queda por confirmar que el límite del intercepto, cuando la presión de
compresión Pc , tiende a cero, es igual a cero y que la influencia de las condiciones
experimentales sobre el intercepto, disminuye con la disminución de la presión de
compresión.
El control de los supuestos relativos a la correcta especificación de la regresión
lineal, la falta de autocorrelación entre la perturbaciones, la homocedasticidad de las
varianzas y la distribución normal de las perturbaciones se muestra en el anexo 3.
Este control permitió aceptar los cuatro supuestos en todas la regresiones excepto
en tres. La primera es la regresión de la CPE sobre la CTE, serie B (fila 10 en la
tabla 3.2), donde la contribución del término cuadrático en la ecuación (2.9a) es
significativa. La segunda es la regresión de la CPE sobre la CTE, serie A (fila 10 en
la tabla 3.2), donde puede haber heterocedasticidad. La tercera es la regresión de la
CPE sobre la CPC, serie C (fila 19 en la tabla 3.2), donde puede haber
heterocedasticidad. Esta situación fue considerada aceptable sin necesidad de darle
un tratamiento más profundo; pues en caso de excluir estas regresiones del análisis,
se puede arribar a las mismas conclusiones a las que se arriba con ellas incluidas a
pesar de las referidas violaciones.
3.2.2 Influencia de la concentración de sólidos inicial y la intensidad de
agitación sobre las variables explicativas
En el epígrafe 2.1.3, se plantea que si la concentración de sólidos inicial en la
suspensión para la prueba de sedimentación, es cercana al 25 % en masa, la altura
recorrida por la interfase agua-suspensión en el transcurso de 2 h, es tan pequeña
que los errores relativos cometidos en su lectura, resultan inadmisibles. Es por ello
que en el nivel industrial y en esta investigación, para determinar la velocidad de
sedimentación la suspensión se diluye hasta 12,5 %.
Sin embargo, las variables explicativas estudiadas, en caso de ser utilizadas para la
predicción de la CPE, tienen como ventaja que para su determinación, la suspensión
69
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
no tiene que ser diluida obligatoriamente. Tan solo se exige, que para obtener un
error absoluto menor que el máximo admisible en la determinación de la
concentración de sólidos, se tome una muestra de sedimento homogenizado, igual a
la exigida por el método experimental utilizado. Por ejemplo, en esta etapa, se
justifica que tanto para la prueba de centrifugación como para la prueba de filtración,
la muestra de sedimento debe contener una masa mínima de sólidos igual a 6 g. En
caso de que la determinación de la concentración de sólidos se realice por un
método especializado y por consiguiente más exacto, esa masa podrá ser menor.
Lo anterior constituye una ventaja de las variables aportadas por este trabajo.
En el epígrafe 2.1.3,. se hace referencia a la necesidad de controlar la concentración
de sólidos inicial φ 0 y la intensidad de agitación I a , cuando en calidad de variable
predictora se utiliza la VS.
Para contar con una valoración sobre la necesidad de realizar el referido control,
durante la determinación de las nuevas variables explicativas, a continuación se
estudia la influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 y la intensidad de
agitación I a , sobre estas variables. Para enriquecer el análisis, se incluye el estudio
de estos factores sobre la CPE.
Los promedios de cada variable en cada serie experimental, aparecen en la tabla
3.5.
Con el objetivo de realizar un análisis preliminar (antes de la confirmación
estadística), a partir de los datos que aparecen en la tabla 3.5 se prepara el gráfico
que se muestra en la fig. 3.7.
La pareja de series experimentales (A, D) fue realizada en el nivel superior de
intensidad de agitación I a . La pareja (B, C) fue realizada en el nivel inferior. Dentro
de cada pareja, la primera serie fue realizada en el nivel superior de concentración
de sólidos inicial φ 0 (ver tabla 2.2). Luego, para estudiar la influencia de la intensidad
de agitación I a sobre la CPE y la CTSE en ambos niveles de presión, es necesario
comparar los resultados de la serie A con los de la serie B. También es posible
comparar los resultados de la serie C con los de la serie D. Esta comparación
permite deducir, que la influencia de la intensidad de agitación I a sobre ambas
variables debe ser negativa.
70
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
Tabla 3.5 Concentración media de las variables en cada serie experimental
No. Variable
1
2
3
4
5
6
7
Nivel de presión Promedio en la serie
o Ks
A
B
C
D
CPE,
37,0 40,0 38,0 34,8
% más.
CTSE,
Presión inferior 39,3 42,0 39,5 35,8
% más.
CTSE,
50,0 51,6 51,4 49,8
% más.
Presión superior
CTE,
60,6 60,3 59,9 59,8
% más.
CPC,
54,4 54,7 52,3 52,1
Ks inferior
% más.
CPC,
58,3 58,5 55,5 55,1
Ks superior
% más.
VS
50,1 102,9 99,5 50,7
mm/h
Fig. 3.7 Comportamiento de la concentración másica de sólidos en función de las
condiciones experimentales.
Para el estudio de significación estadística de las diferencias entre las variables
involucradas en el análisis, es necesario tener en consideración que como se explica
en la descripción de la tabla 2.3, corridas de igual No. de orden, fueron realizadas
con muestras de trabajo similares. Esto quiere decir que cualesquiera sean las
parejas de series estudiadas, ambas se encuentran pareadas. De modo que,
71
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
conforme se explica en el anexo 4, se halla la diferencia entre las variables en cada
corrida y posteriormente se determina su intervalo de confianza. Los resultados
aparecen en la tabla 3.6.
En esta tabla d es la diferencia media; ∆d es el error absoluto de estimación de la
diferencia media; (d − ∆d ) y (d + ∆d ) son los límites inferior y superior del intervalo de
confianza de la diferencia media; α d es la probabilidad de significación observada
de la igualdad a cero de la diferencia, determinada mediante la función “PRUEBA. T”
de dos colas para muestras pareadas, del tabulador “Microsoft Excel 2000”. Esta
probabilidad se determinó para el control redundante de los resultados.
Los resultados se introducen en la tabla 3.6 (filas 1-6), donde se puede observar que
ambos límites del intervalo de confianza de las diferencias son menores que cero.
De modo que, se confirma la influencia negativa de la intensidad de agitación I a
sobre las variables, CPE y la CTSE en ambos niveles de presión.
El análisis de la fig. 3.7, permite deducir que la CTE y la CPC obtenida en los dos
niveles de Ks, son prácticamente independientes de la intensidad de agitación I a .
Esto se confirma en las filas 7-12 de la tabla 3.6, donde se observa que, en la
mayoría de los intervalos de confianza de la diferencia se encuentra incluido el cero
y en aquel donde la influencia negativa queda confirmada (fila 12), el valor absoluto
del límite inferior (-0,68) es menor que el menor de los valores absolutos de los
límites inferiores en las filas 1-6 (-1,96). Esto significa, que la influencia de la
intensidad de agitación I a sobre las variables CTE y CPC no existe, o es negativa
pero menor, que en el caso de las variables CPE y CTSE. Para explicar este
comportamiento, se considera que con el incremento de la intensidad de agitación
se debe incrementar el grado de dispersión de los conglomerados de partículas que
se encuentran asociadas físicamente en el mineral crudo. Esto permite suponer que
a elevados valores de la presión de compresión Pc , la destrucción de los
conglomerados de partículas, no se encuentra determinada por la presión de
compresión.
Desde el punto de vista práctico, el autor considera recomendable continuar el
estudio hasta dilucidar si la posible influencia de la intensidad de agitación sobre la
72
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
CTE y la CPC, exige el control de este factor, durante la determinación de estas
variables con fines predictivos.
Tabla 3.6 Influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 , sobre la CPE y la CTSE
No.
Acápite
Nivel de
presión
o de Ks
Influencia del incremento de la intensidad de agitación
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(CPE en la serie A, menos la CPE en la serie B)
(CPE en la serie D, menos la CPE en la serie C)
(CTSE en la serie A, menos la CTSE en la serie B)
(CTSE en la serie D, menos la CTSE en la serie C)
(CTSE en la serie A, menos la CTSE en la serie B)
(CTSE en la serie D, menos la CTSE en la serie C)
(CTE en la serie A, menos la CTE en la serie B)
(CTE en la serie D, menos la CTE en la serie C)
(CPC en la serie A, menos la CPC en la serie B)
(CPC en la serie D, menos la CPC en la serie C)
(CPC en la serie A, menos la CPC en la serie B)
(CPC en la serie D, menos la CPC en la serie C)
(VS en la serie A, menos la VS en la serie B)
(VS en la serie D, menos la VS en la serie C)
(CPE en la serie A, menos la CPE en la serie D)
(CPE en la serie B, menos la CPE en la serie C)
(CTSE en la serie A, menos la CTSE en la serie D)
(CTSE en la serie B, menos la CTSE en la serie C)
(CTSE en la serie A, menos la CTSE en la serie D)
(CTSE en la serie B, menos la CTSE en la serie C)
(CTE en la serie A, menos la CTE en la serie D)
(CTE en la serie B, menos la CTE en la serie C)
(CPC en la serie A, menos la CPC en la serie D)
(CPC en la serie B, menos la CPC en la serie C)
(CPC en la serie A, menos la CPC en la serie B)
(CPC en la serie D, menos la CPC en la serie C)
(VS en la serie A, menos la VS en la serie B)
(VS en la serie D, menos la VS en la serie C)
d − ∆d d + ∆d α d
I a sobre cada variable
-3,03
-3,18
Presión -2,73
inferior -3,74
-1,56
Presión -1,62
superior 0,27
-0,14
-0,35
Ks
inferior -0,16
-0,23
Ks
superior -0,38
-52,8
-48,8
-
Influencia del incremento de la concentración inicial
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
d
-3,45
-3,62
-3,17
-4,23
-1,96
-2,18
-0,25
-0,47
-0,74
-0,32
-0,52
-0,68
-61,9
-58,5
-2,62
-2,73
-2,29
-3,25
-1,16
-1,05
0,79
0,19
0,03
0,000
0,07
-0,07
-43,7
-39,1
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,300
0,397
0,078
0,058
0,129
0,024
0,000
0,000
φ 0 , sobre cada variable
-
Presión
inferior
Presión
superior
Ks
inferior
Ks
superior
-
2,18
2,03
3,52
2,51
0,22
0,17
0,80
0,39
2,23
2,42
3,18
3,03
-0,6
3,4
1,54
1,10
2,82
1,69
-0,37
-0,39
0,49
0,05
1,91
1,86
2,86
2,51
-3,6
-2,5
2,82
2,96
4,21
3,32
0,82
0,73
1,11
0,73
2,55
2,99
3,50
3,56
2,5
9,4
0,000
0,001
0,000
0,000
0,447
0,536
0,000
0,032
0,000
0,000
0,000
0,000
0,700
0,250
A partir de la tabla 3.6 (filas 13 y 14), se confirma además la influencia negativa de la
intensidad de agitación I a , sobre la VS. Este resultado corrobora la misma
afirmación de Beyrís (1997).
Un análisis similar en la fig 3.7 de las parejas de series (A, D) y (B, C), en el caso de
la CPE y la CTSE en el nivel inferior de presión, permite deducir que la influencia de
la concentración de sólidos inicial φ 0 , sobre ambas variables es positiva. Esto se
73
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
confirma en las filas 15-18 de la tabla 3.6. Este comportamiento en el caso de la
primera variable, fue predicho en las conclusiones del capítulo 1.
Un análisis en el caso de la CTSE en el nivel superior de presión en la fig 3.7,
permite suponer la independencia de esta variable, respecto a la concentración de
sólidos inicial φ 0 . Esto se confirma en las filas 19 y 20 de la tabla 3.6, donde se
observa que no puede ser rechazada la falta de influencia de la concentración de
sólidos inicial φ 0 sobre la CTSE en el nivel superior de presión.
Además de eso, la diferencia entre la concentración de sólidos inicial φ 0 en los
niveles superior e inferior es mucho mayor (12,5 % más.), que cualquier diferencia
observada como perturbación durante la realización de la prueba de filtración en el
nivel industrial. De acuerdo con el Reporte diario de la planta de “Espesadores”. de
la Empresa Cdte. Pedro Soto Alba, en el nivel industrial la desviación de la
concentración de sólidos inicial respecto al 25 % en masa es aproximadamente igual
a ± 3 %. Esto permite afirmar que la influencia de la concentración de sólidos inicial
φ 0 sobre la CTSE en el nivel superior de presión, en su intervalo de variación puede
ser considerada técnicamente despreciable.
Esto quiere decir que en el peor de los casos, la diferencia observada entre la CTSE
obtenida en el nivel de concentración de sólidos inicial φ 0 , prefijado con exactitud
absoluta y la CTSE observada en presencia de una perturbación, será mucho menor
que 0,86. Este último valor es el mayor de los límites superiores de los intervalos de
confianza de las diferencias, en el caso de la CTSE en el nivel superior de presión
(ver tabla 3.6 fila 19). Por consiguiente, la influencia de las perturbaciones podrá ser
considerada técnicamente despreciable. Esto significa que para determinar la CTSE
con fines predictivos con una fuerza motriz igual a la utilizada en este trabajo (29,43
kPa), no será necesario nivelar la concentración de sólidos inicial φ 0 en un valor
constante, como en el caso de la VS.
A lo anterior se añade, que los límites superiores de los intervalos de confianza de
las diferencias en el caso de la CTSE en el nivel inferior de presión (2,82 y 1,69), son
mayores que los límites inferiores de los intervalos de confianza en el caso de la
CTSE en el nivel superior (0,82 y 0,73). Esto permite concluir que la influencia de la
74
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
concentración de sólidos inicial φ 0 sobre la CTSE, disminuye con el incremento de la
presión.
En general se confirma la predicción que aparece en las conclusiones del capítulo 1,
acerca de que la influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 en la
suspensión, sobre la CPE es positiva, sin embargo, esta influencia sobre la CTSE,
debe ser más complicada.
La figura 3.7 muestra que la concentración de sólidos inicial φ 0 , debe influir
positivamente sobre la CTE y la CPC. Esta afirmación se confirma en las filas 21-26
de la tabla 3.6. La influencia positiva de la concentración de sólidos inicial φ 0 , sobre
la CPC, se explica con los mismos argumentos expuestos en el epígrafe 1.2.3, sobre
la influencia del mismo factor sobre la CPE y la CTSE.
Como se ha explicado en el epígrafe 2.2.3, para la prueba de sedimentación la
concentración de sólidos inicial φ 0 , en todas las series se ajusta en el nivel inferior.
Es por ello que de acuerdo con las filas 27 y 28 en la tabla 3.6, las diferencias no se
confirman. Es notable que en este caso, los intervalos de confianza de las
diferencias son bastante estrechos. Esto indica que el valor de la concentración de
sólidos inicial φ 0 , en realidad se mantuvo muy cercano al previsto.
Resumen general
El estudio del estado del arte permitió llegar a la conclusión, de que el problema
abordado no ha sido resuelto satisfactoriamente y el estudio de la posibilidad de
predecir la CPE mediante la concentración de sólidos obtenida por otros métodos de
separación mecánica de sistemas líquido-sólido, contribuye a la solución de un
problema global.
El estudio teórico de las regularidades conocidas de la separación mecánica de
sistemas
líquido-sólido,
permitió
preseleccionar
las
variables
que
pueden
correlacionar con la CPE y prever la influencia de los factores más importantes,
sobre esta correlación.
La comprobación empírica en el nivel de laboratorio de las conclusiones teóricas,
permitió obtener los siguientes resultados y recomendaciones.
75
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
1. La CPE correlaciona positivamente con la CTSE, la CTE y la CPC;
2. Si en calidad de variables explicativas se asumen la CTSE y la CPC, se cumplen
las siguientes regularidades:
•
El coeficiente de correlación lineal, es una función decreciente de la presión
de compresión del sedimento.
•
Cuando la presión de compresión del sedimento tiende a cero, el coeficiente
de correlación lineal y la pendiente tienden a la unidad.
3. El módulo del intercepto de la ecuación de regresión con una variable
independiente, de la CPE sobre la CTSE y la CPC, disminuye con la disminución
de la presión de compresión Pc y converge en valores cercanos a cero. Lo
anterior se encuentra en correspondencia con el resultado teórico que predice la
tendencia a cero del intercepto, cuando la presión de compresión tiende a cero.
4. La correlación entre la CPE y la VS es positiva y significativa; pero la CTSE
garantiza un coeficiente de correlación muestral, mayor que el garantizado por la
VS. Esto se encuentra en correspondencia con las premisas teóricas que prevén
la posibilidad de que la VS correlacione con la CPE y que el coeficiente de
correlación entre estas dos variables sea relativamente bajo.
5. La intensidad de agitación influye negativamente sobre la CTSE, la CPE y la VS,
sin embargo, sobre la CTE y la CPC, no influye o influye negativamente; pero en
menor grado que sobre la CPE y la CTSE. La influencia observada de la
intensidad de agitación, sobre la CPE y la VS, confirma los resultados
experimentales de otros autores. En el caso de la CTE y la CPC, se recomienda
continuar el estudio hasta dilucidar si la influencia de la intensidad de agitación
sobre estas variables, a pesar de ser pequeña, exige el control de este factor,
durante determinaciones con fines predictivos.
6. La concentración de sólidos inicial influye positivamente sobre CPE, la CTSE en
el nivel inferior de presión, la CTE y la CPC. Sin embargo, la influencia de este
factor sobre la CTSE en el nivel superior de presión, se considera técnicamente
despreciable. Esto confirma la predicción teórica referente a que la influencia de
la concentración de sólidos inicial en la suspensión, sobre la CPE es positiva, sin
embargo, esta influencia sobre la CTSE, debe ser más complicada.
7. Del punto anterior se deduce, que si la determinación de la CTSE con fines
predictivos, se realiza con una fuerza motriz igual a la del nivel superior utilizado
76
�Comprobación empírica de los resultados teóricos
en este trabajo (29,43 kPa), no será necesario nivelar la concentración de sólidos
inicial en un valor constante, como en el caso de la VS. No obstante, es
necesario continuar estudios, para conocer la influencia de la concentración de
sólidos inicial sobre la CTSE, en otros niveles de fuerza motriz.
8. Las variables explicativas estudiadas, en caso de ser utilizadas en calidad de
variables predictoras de la CPE, tienen como ventaja que para su determinación,
la suspensión no tiene que ser diluida obligatoriamente como ocurre en el caso
de utilizar la VS como variable predictora.
Ha quedado pendiente la confirmación de los siguientes aspectos:
1. La tendencia de la concentración de sólidos obtenida por otros métodos, a
igualarse a la CPE, si los valores de esta última variable son suficientemente
elevados.
2. La posibilidad de que la concentración de sólidos obtenida por filtración
centrífuga y la obtenida por compresión mecánica, también correlacionen con la
CPE.
3. La influencia de los factores de compresibilidad individuales y su desviación
típica, sobre el coeficiente de correlación y los parámetros de la ecuación de
regresión.
4. El límite del intercepto, cuando la presión de compresión Pc , tiende a cero, es
igual a cero.
5. El coeficiente de correlación entre la CPE y la CTE, es menor que entre la
primera variable y la CTSE. Tener en cuenta que a pesar de que este resultado
no se confirma estadísticamente, la tendencia observada coincide con lo previsto.
77
�CONCLUSIONES
1. La novedad científica consiste en la predicción teórica y confirmación empírica de
la relación estadística entre la concentración de sólidos obtenida por
sedimentación gravitatoria y la obtenida por filtración sin escurrido, filtración con
escurrido y sedimentación centrífuga; así como de las principales tendencias en
el
comportamiento
de
esta
relación,
en
función
de
las
condiciones
experimentales. Esto se desglosa en los siguientes resultados:
a) La concentración de sólidos en el producto espesado correlaciona
positivamente con la concentración de sólidos en la torta sin escurrir, la
concentración de sólidos en la torta escurrida y la concentración de sólidos en
el producto obtenido por sedimentación centrífuga.
b) Si en calidad de variables explicativas se asumen la concentración de sólidos
en la torta sin escurrir y la concentración de sólidos en el producto obtenido
por sedimentación centrífuga, se cumplen las siguientes regularidades:
•
El coeficiente de correlación lineal, es una función decreciente de la
presión de compresión del sedimento.
•
Cuando la presión de compresión del sedimento tiende a cero, el
coeficiente de correlación lineal y la pendiente tienden a la unidad.
2. La correlación muestral entre la concentración de sólidos en el producto
espesado y la velocidad de sedimentación es positiva y significativa; pero la
concentración de sólidos en la torta sin escurrir, garantiza un coeficiente de
correlación, mayor que el garantizado por la velocidad de sedimentación.
3. Para realizar pruebas predictivas mediante las nuevas variables estudiadas, no
es necesario diluir la suspensión como sí lo es en el caso de la variable
predictora actual (la velocidad de sedimentación). Si la determinación de la
concentración de sólidos en la torta sin escurrir con fines predictivos, se realiza
con una fuerza motriz igual a la del nivel superior utilizado en este trabajo (29,43
kPa), tampoco será necesario nivelar la concentración de sólidos inicial en un
valor constante.
78
�RECOMENDACIONES
1. Realizar el estudio de confirmación empírica de las predicciones teóricas aún no
confirmadas, que aparecen en el resumen general.
2. Completar el estudio para la selección de la variable predictora, las condiciones
experimentales y el cálculo de los parámetros en la ecuación de regresión, para
la predicción de la concentración de sólidos en el producto espesado en
espesadores de descarga continua. Esta recomendación se encuentra
enriquecida en el anexo 6.
3. Realizar los estudios necesarios para la aplicación de los resultados en la
predicción de la concentración de sólidos en el producto espesado en el caso de
materiales no lateríticos.
79
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83
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84
�ANEXOS
ANEXO 1 Cálculos preliminares
Determinación de la masa de mineral requerida para un experimento
Para determinar la masa mínima de la muestra de mineral se tuvo en cuenta que el volumen
de suspensión a obtener Vs , debe ser igual al volumen requerido para las pruebas de
sedimentación gravitatoria, sedimentación centrífuga y filtración, más el volumen necesario
para la determinación de la densidad de la suspensión y la concentración de sólidos, más el
volumen que debe quedar al final para garantizar que el impelente del agitador permanezca
sumergido.
Una vez conocido el volumen de suspensión Vs , se determinó la masa de mineral M min .
Para ello se consideró que por experiencia práctica, el rechazo constituye un 10 % de la
masa inicial y que la humedad del mineral a la intemperie se encuentra cercana al 4 %. De
modo que:
M min = xi ⋅ Vs ⋅ ρ s ⋅ 1,1 ⋅ 1,04
donde xi - concentración inicial de sólidos en la suspensión, partes másicas; ρ s - densidad
de la suspensión, g/cm3.
Para esta determinación la densidad del agua se asume igual a 1 g/cm3. La densidad del
sólido se admite igual a 3,55 g/cm3.
La masa aproximada de agua requerida M ag , se determinó a partir de la relación líquido
sólido y la masa de sólidos que incluye aproximadamente 4 % de humedad. De donde
M ag =
(1 − x ) ⋅ M
x
sol
=
(1 − x ) ⋅ M min
x
1,04
− M min ⋅ 0,04
Determinación del volumen de agua necesario para reajustar la concentración inicial
Para calcular el volumen de agua a añadir Vag ,a a cada 100 cm3 de suspensión, bajo el
supuesto de que la densidad final de esta ρ s , 2 debe ser menor que la inicial, se dedujo la
siguiente ecuación
Vag , a =
M s ,1 − ρ L100
ρ s,2 − ρ L
− 100
donde M s ,1 - masa del volumen de suspensión igual a 100 cm3, g.
El volumen total del agua a añadir se determina por
Vt =
Vt , s ⋅ Vag ,a
100
donde Vt , s - volumen total de suspensión, cm3.
Una vez añadido este volumen de agua, se determina nuevamente la densidad de la
suspensión y la operación se repite hasta lograr una diferencia relativa no mayor que 3 %.
85
�Anexos
ANEXO 2 Selección de la frecuencia de rotación del agitador
Para la selección del tipo de agitador, se considera que este debe garantizar no solo una
buena homogenización de la suspensión después de preparada, sino también una eficiencia
de lavado cercana al 100 %. El tipo de agitador que logra mayor intensidad de agitación es
el de turbina cerrada (Kasatkin et al., 1985; Planovskii, 1968).
La desventaja de este tipo de agitador es que no debe trabajar con suspensiones que
contengan partículas sólidas que puedan obstruir los canales entre los platillos y las aletas.
Esto condiciona la necesidad como se expone en el epígrafe 2.2 de someter el mineral al
desmenuzamiento y escogido manual, con el objetivo de separar los fragmentos de
serpentina dura que posteriormente pueden obstruir los canales del impelente.
Para el cálculo de la frecuencia de rotación mínima necesaria n min en el nivel superior de
intensidad de agitación, se considera que después del lavado y la clasificación, se debe
lograr que las partículas de mayor diámetro (83 µm) no sedimenten. Este cálculo se realiza a
partir de la ecuación del criterio de Reynolds modificado (Kasatkin et al., 1985)
Re min =
nmin .d 2 .ρ s
(1)
µs
donde µ s - viscosidad dinámica de la suspensión, Pa.s; ρ s - densidad de la suspensión;
kg/m3.
De acuerdo con la misma fuente, la viscosidad de la suspensión cuando la concentración
volumétrica de la fase sólida es inferior al 10 %, se determina por la ecuación
µ s = µ c (1+ 2,5φ ) para φ < 0,1
(2)
donde µ c - viscosidad de la fase continua (agua), Pa.s; φ - concentración volumétrica de la
fase sólida, partes volumétricas.
La concentración en partes volumétricas φ , se toma de las condiciones experimentales que
en el caso del nivel superior de concentración inicial es igual a 0,0858. Esta que
corresponde aproximadamente a 25 % en masa.
La viscosidad de la mezcla se calcula mediante la ecuación (2), donde que la viscosidad del
agua a 30 °C es igual a 0,803⋅10-3 Pa⋅s (Pavlov et al.,1981).
µ mez = 0,803 ⋅ 10 −3 (1 + 2,5 ⋅ 0,0858) = 9,752 ⋅ 10 −4 Pa ⋅ s
Para determinar la densidad de la suspensión, esta se despeja de la ecuación (2.4a), donde
se admite que la densidad media del mineral es igual a 3,55 g/cm3, y la densidad del agua
es igual a 1 g/cm3. Luego,
0,25
+ 0,75
ρs =
3,55
−1
= 1,22 g/cm 3
Para determinar el valor mínimo requerido del criterio de Reynolds, en el caso del agitador
seleccionado, (Pavlov et al., 1981), se puede emplear la siguiente ecuación empírica
Re min = 0,25.Ga 0,57 .S ρ
0 , 37
.I dp
0 , 33
1,15
.I D
(4)
Donde Ga - criterio de Galileo; S p - criterio simple de semejanza respecto a la densidad de
la partícula; I dp , I D - criterios simples de semejanza geométrica;
86
�Anexos
De acuerdo con la misma fuente, la ecuación (4) es válida para las siguientes condiciones:
Re min = 7,3·102 - 3,8·105
G a = 3,5·106 - 7·1010
I dp = (0,23 – 8,25)·10-3
ID = 2 – 3
El criterio de Galileo se determina por la ecuación
d ag .ρ s .g
3
Ga =
2
(5)
µs2
Donde g - aceleración de la gravedad, m/s2.
Los criterios simples de semejanza están dados por las siguientes ecuaciones
Sρ =
I dp =
ρ sol
ρs
(6)
dp
(7)
d
Donde d p - diámetro de las partículas de mayor tamaño que deben formar parte de la
suspensión homogeneizada.
ID =
D
d
(8)
Luego, conforme la ecuación (5) el criterio de Galileo es
(
)
2
0,08 3 ⋅ 1220 2 ⋅ 9,81 m 3 ⋅ kg m 3 ⋅ m s 2
⋅
Ga =
2
(Pa.s )2
9,752 ⋅ 10 − 4
(
)
= 7,860 ⋅ 10 9
De acuerdo con las ecuaciones (6), (7) y (8), los criterios simples de semejanza geométrica
son
Sρ =
3,55
= 2,913
1,22
I dp =
0,83
= 10,38 ⋅ 10 −3
80
ID =
170
= 2,125
80
Finalmente, conforme la ecuación (4), el valor mínimo requerido del criterio de Reynolds se
calcula como
(
Re min = 0,25 ⋅ 7,86 ⋅ 10 9
)
0 ,57
⋅ 2,9130 ,37 ⋅ (10,375 ⋅ 10 −3 ) 0 ,33 ⋅ 2 ,1251,15 = 8,548 ⋅ 10 4
Para admitir la validez de la ecuación (4) a pesar de que I dp = 10,38 ⋅ 10 −3 > 8,25 ⋅ 10 −3 , se
asume un coeficiente de seguridad para la frecuencia mínima necesaria, igual a 1,15.
87
�Anexos
Luego, se multiplica por 1,15 el valor de la frecuencia de rotación despejada de la ecuación
(1) y se obtiene
nmin = 1,15 ⋅ 8,548.10 4 ⋅
9,752.10 −4
1220.(0,08)
2
⋅
kg ⋅ m 3 ⋅ s
kg ⋅ m ⋅ s 2 ⋅ m 2
nmin = 12,28 s -1 = 737 min −1
Finalmente, se admite una frecuencia de rotación del impelente igual a 750 min-1, que
corresponde a un criterio de Reynolds
(750 / 60) ⋅ 0,08 2 ⋅ 1220
Re =
= 1,0 ⋅ 10 5
−4
9,752 ⋅ 10
En el nivel inferior de intensidad de agitación, la frecuencia de rotación durante el muestreo
es igual a 180 min-1, que corresponde a un criterio de Reynolds igual a 2,4 ⋅ 10 4
ANEXO 3 Correlación y regresión
Cómo se establece la significación del coeficiente de correlación lineal
De acuerdo con Ostle (1974), para establecer la significación del coeficiente de correlación
en regresión lineal, se puede utilizar el estadístico
F=
Cuadrado medio debido a la regresión
Cuadrado medio residual
Esta es la prueba realizada por la herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel
2000” para establecer la significación de la regresión, con la particularidad de que el
denominado “Valor crítico de F”, es por su esencia la probabilidad correspondiente al valor
calculado de F. Esto no es más que la probabilidad de significación observada, de la
hipótesis nula que supone la igualdad a cero del coeficiente de correlación, o lo que es lo
mismo, el riesgo de rechazar la igualdad a cero del coeficiente de correlación, cuando en
realidad esta es cierta (error del tipo I).
La significación del coeficiente de correlación, también puede ser establecida con ayuda del
estadístico t (Ostle, 1976; Barskii, 1978; Rubinstein, 1987; Pupo et al., 2001). Para ello se
calcula el estadístico
t=
r n−2
1− r2
En el caso particular de la regresión lineal con una variable independiente, de acuerdo con
Ostle (1976), esta prueba t es idéntica a la realizada para establecer la significación de la
pendiente b 1 , de acuerdo con la fórmula
t=
b1
Error típico de la pendiente
Esta es la prueba realizada por la herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel
2000”, para la pendiente. En este caso, la probabilidad correspondiente al valor calculado de
t se denomina simplemente “probabilidad”. Esto no es más que la probabilidad de
significación observada de la hipótesis nula que supone la igualdad a cero de la pendiente y
en el caso particular de la regresión con una variable independiente, del coeficiente de
correlación.
88
�Anexos
Si se desea, esto se puede confirmar mediante el cálculo a partir de los datos generados por
la referida herramienta.
Luego, en el caso de la regresión lineal ambas pruebas, la F y la t, cuyos resultados son
ofrecidos por la herramienta “Regresión” del referido tabulador, son validas para establecer
la significación del coeficiente de correlación.
Por razones prácticas, el autor no ha comparado el valor observado de uno de los
estadísticos F o t con el tabulado; sino que ha preferido comparar la probabilidad de
significación observada de la hipótesis que supone la igualdad a cero del coeficiente de
correlación con el nivel de significación máximo admisible (0,05). Esto, además de que
excluye la necesidad de conocer los valores tabulados de F o t, permite conocer el riesgo
rechazar la igualdad a cero del coeficiente de correlación, cuando realmente esta es
verdadera. Como se observa en la tabla 3.2, en muchos casos este riesgo es menor que
0,0005, lo que equivale a un nivel de confianza observado mayor o igual que 99,5 %.
Con la finalidad de comparación, se determina el intervalo de confianza del coeficiente de
correlación, que de acuerdo con Werkema (1996) es
rinf ≤ ρ ≤ rsup
donde
z
rinf = tanh v1 = tanh arctan h r − α/ 2
n−3
z
rsup = tanh v 2 = tanh arctan h r + α / 2
n−3
donde zα
2
- percentil de orden 100(1-α/2) de la distribución normal estandarizada (para
α = 0,05, . zα 2 = 1,96)
En estas fórmulas,
arctan h r = 0,5 ln
1+ r
1− r
Cualquiera sea v se cumple que
tanh v =
ev − e−v
ev + e− v
Luego, en el caso de la correlación entre la CPE y la CTSE en la serie A, cuyos resultados
se encuentran en la fila 1 de la tabla 3.2, se tiene
arctan hr = 0,5 ln
zα / 2
n−3
=
1+ r
1 + 0,983
= 0,5 ln
= 2,3796
1− r
1 − 0,983
1,96
13 − 3
= 0,6198
v1 = 2,3796 − 0,6198 = 1,7598
v 2 = 2,3796 + 0,6198 = 2,9994
rinf =
e v1 − e − v1 e1, 7598 − e −1, 7598
=
= 0,942
e v1 + e −v1 e1, 7598 + e −1, 7598
89
�Anexos
rsup =
e v2 − e − v2 e 2,9994 − e −2,9994
=
= 0,995
e v2 + e −v2 e 2,9994 + e − 2,9994
Supuestos del modelo clásico de regresión lineal
El cálculo de regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados ordinarios, se basa en
varios supuestos simplificadores. Los inconvenientes que se producen con el incumplimiento
de estos supuestos son expuestos en la literatura especializada (Pupo et al., 2001;
Werkema y Aguiar, 1996; Gujarati, sa). El estudio de las fuentes referidas, sugiere centrar la
atención en los siguientes supuestos:
1. La regresión lineal está correctamente especificada; lo que quiere decir, que la ecuación
de regresión es bien aproximada a la (2.9).
2. No existe autocorrelación entre las perturbaciones.
3. La varianza condicional de las perturbaciones ε i es constante u homocedástica.
4. Las perturbaciones poseen una distribución normal.
Control de la correcta especificación de la regresión lineal
La correcta especificación de la regresión lineal, se controla preliminarmente mediante el
análisis de los gráficos de dispersión incluida la línea de tendencia, junto con los gráficos de
residuos. Estos gráficos se representan en las figs. 1, 2, 3. y 4 para la serie experimental A,
B, C y D, respectivamente.
En estos gráficos se observa que cualesquiera sean las condiciones experimentales, la CPE
en función de la CTSE en ambos niveles de presión, sin duda alguna se ajusta a una línea
recta.
En los gráficos donde en calidad de variable explicativa se toma la CTE, la CPC en ambos
niveles de presión y la VS, el patrón global observado permite admitir por aproximación la
correcta especificación del ajuste lineal. No obstante, se considera necesario confirmar lo
anterior mediante una prueba de hipótesis.
La prueba de hipótesis más conocida para controlar la correcta especificación de la
regresión lineal, es la denominada “prueba de falta de ajuste”, que involucra el error de
reproducibilidad. Esta prueba exige disponer de observaciones repetidas de la variable
dependiente para por lo menos un valor de la variable explicativa (Werkema y Aguiar, 1996;
Rubinstein, 1987).
Cuando la variable explicativa se obtiene como resultado de un proceso, resulta imposible
fijar su valor y esto hace imposible obtener valores repetidos de Y para la misma X. En este
caso, para controlar el supuesto sobre la correcta especificación de la regresión lineal, se
puede utilizar el estadístico de Durbin Watson una vez ordenados los residuos de acuerdo
con los valores ascendentes de la variable independiente. También puede ser utilizada la
prueba RESET (regresión specification error test) de Ramsey (Gujarati, sa). En este caso
fueron aplicadas las pruebas parciales F, explicadas por Pupo et al. (2001).
Para saber si la ecuación (2.9) es idónea mediante las pruebas parciales F, se prevé la
posibilidad de que se cumplan las ecuaciones alternativas, (2.9a) y (2.9b). A continuación se
formulan las siguientes hipótesis.
a)
H 0 : ( β 2 / β1 β 0 ) = 0
H 1 : ( β 2 / β1 β 0 ) ≠ 0
En la hipótesis nula de este par de hipótesis, queda planteado que el aporte adicional de la
variable X 2 = X 12 cuando X 1 ha sido previamente ajustada, no tiene una contribución
90
�Anexos
significativa en la ecuación de regresión. En la hipótesis alterna se plantea lo contrario. Esto
es que X 2 = X 12 contribuye significativamente, por lo que ésta es necesaria.
b)
H 0 : ( β1 / β 2 β 0 ) = 0
H 1 : ( β1 / β 2 β 0 ) ≠ 0
En este caso se analiza la contribución adicional de X 1 cuando X 2 = X 12 ha sido
previamente ajustada.
En el caso de la prueba parcial a) se calcula el estadístico
F=
CM (b2 b1b0 )
S e2
donde
S e2 cuadrado medio residual del ajuste mediante la ecuación (2.9a)
CM (b2 b1b0 ) = SC (b2 b1b0 ) 1
SC (b2 b1b0 ) = SC (b1b2 b0 ) − SC (b1 b0 )
SC (b1b2 b0 ) es la suma de cuadrados explicada por la regresión en el ajuste mediante la
ecuación (2.9a) y SC (b1 b0 ) es la suma de cuadrados explicada por la regresión en el ajuste
mediante la ecuación (2.9).
S e2 =
SC e
n−3
donde SC e - suma de cuadrados residual.
La regla de decisión es rechazar H 0 si F > Fα (1, n −3 )
Para el caso de la prueba parcial b)
F=
CM (b1 b2 b0 )
S e2
donde
CM (b1 b2 b0 ) = SC (b1 b2 b0 )
SC (b1 b2 b0 ) = SC (b1b2 b0 ) − SC (b2 b0 )
SC (b2 b0 ) es la suma de cuadrados explicada por la regresión en el ajuste mediante la
ecuación (2.9b).
La regla de decisión es rechazar H 0 si F > Fα (1, n −3 )
En el caso de la correlación y regresión de la CPE, sobre la CTE en la serie A, mediante la
herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel 2000”, se ajusta la ecuación de
regresión en las tres formas asumidas.
91
�Anexos
1
26
30
Residuos
CPE, % mas
48
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
-1,1
45
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
45
1,5
26
39
Residuos
CPE, % mas
48
30
CTSE (nivel superior de presión), % mas
-1,5
58
CTSE (nivel superior de presión), % mas
58
4,6
26
56
Residuos
CPE, % mas
48
39
CTE, % masa
-3,6
65
CTE, % masa
65
4
26
50
Residuos
CPE, % mas
48
56
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
-6,5
60
CPC (nivel inferior de Ks), %, mas
60
4,1
26
55
Residuos
CPE, % mas
48
50
CPC (nivel superior de Ks), % mas
-7,1
63
CPC (nivel superior de Ks), % mas
63
4,6
26
25
Residuos
CPE, % mas
48
55
VS, mm/h
-6,3
76
25
VS, mm/h
76
Fig. 1 Gráficos de dispersión y de residuos (serie A)
92
�Anexos
1,2
26
32
Residuos
CPE, % mas
48
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
-1,2
47
32
47
2
Residuos
CPE, % mas
48
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
26
-1,5
40
CTSE (nivel superior de presión), % mas
60
CTSE (nivel superior de presión), % mas
59
4,5
26
54
Residuos
CPE, % mas
48
40
CTE, % mas
-3,5
65
48
54
CTE, % mas
65
26
50
Residuos
CPE, % mas
3,9
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
-6,8
60
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
60
4
26
55
Residuos
CPE, % mas
48
50
CPC (nivel superior de Ks), % mas
-7
55
64
48
CPC (nivel superior de Ks), % en mas
64
26
55
Residuos
CPE, % mas
4
VS, mm/h
-6
145
55
VS, mm/h
145
Fig. 2 Gráficos de dispersión y de residuos (serie B)
93
�Anexos
48
26
31
Residuos
CPE, % mas
1,2
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
-1,3
45
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
45
1,5
26
40
Residuos
CPE, % mas
48
31
CTSE (nivel superior de presión), % mas
-1,5
58
CTSE (nivel superior de presión), % mas
58
4,7
26
54
Residuos
CPE, % mas
48
40
CTE, % mas
-3,1
65
CTE, % mas
65
4
Residuos
CPE, % mas
48
54
26
-6,5
48
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
58
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
58
52
CPC (nivel superior de Ks), % mas
61
64
VS, mm/h
145
4,2
Residuos
CPE, % mas
48
48
26
-7,2
52
CPC (nivel superior de Ks), % mas
61
4,2
Residuos
CPE, % mas
48
26
-5,5
64
VS, mm/h
145
Fig. 3 Gráficos de dispersión y de residuos (serie C)
94
�Anexos
1,3
26
28
Residuos
CPE, % mas
48
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
-1,3
42
CTSE (nivel inferior de presión), % mas
42
1,5
26
39
Residuos
CPE, %
48
28
CTSE (nivel superior de presión), % mas
-1,5
57
CTSE (nivel superior de presión), % mas
57
5
26
55
Residuos
CPE, %
48
39
CTE, % mas
-3
64
55
CTE, % mas
64
4
Residuos
CPE, % mas
48
26
-6,5
48
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
57
CPC (nivel inferior de Ks), % mas
57
CPC (nivel superior de Ks), % mas
60
VS, mm/h
77
4
Residuos
CPE, % mas
48
48
26
-7
52
CPC (nivel superior de Ks), % mas
52
60
4
Residuos
CPE, % mas
48
26
-6
22
VS, mm/h
77
22
Fig. 4 Gráficos de dispersión y de residuos (serie D)
95
�Anexos
Luego, la ecuación de regresión en la forma dada por (2.9), como se observa en la fila 9 de
la tabla 3.2, es
Yˆ = −34,1 + 1,1749 X
Aquí,
SC (b1 / b0 ) = 83,39 (Casilla “Suma de cuadrados”)
Para el ajuste de acuerdo con la ecuación (2.9a)
Yˆ = −470,4 + 15,5595 X − 0,1184 X 2
SC (b1b2 b0 ) = 89,23
S e2 = 4,75 (casilla “Promedio de los cuadrados”)
Para el ajuste de acuerdo con la ecuación (2.9b)
Yˆ = 1,7 + 0,0096 X 2
SC (b2 b0 ) = 80,40
Para la prueba parcial a)
SC (b2 b1b0 ) = SC (b1b2 b0 ) − SC (b1 b0 ) = 89,23 − 83,39 = 5,83
CM (b2 b1b0 ) = SC (b2 b1b0 ) 1 = 5,83
F=
CM (b2 b1b0 ) 5,83
=
= 1,22
4,75
S e2
De acuerdo con Bluman (1995), Ftab = 4,96.
Como 1,22 no es mayor o igual que 4,96, se concluye que la contribución de la
variable X 2 = X 12 cuando está presente X 1 no es significativa.
A continuación se realiza la prueba parcial b).
SC (b1 b2 b0 ) = SC (b1b2 b0 ) − SC (b2 b0 ) = 89,23 − 80,40 = 6,82
F=
CM (b1 b2 b0 ) 6,82
=
= 1,44
4,75
S e2
Quiere decir, que la contribución de X 1 cuando está presente X 2 = X 12 no es significativa.
En esta situación, con una variable que se ajuste no es necesario ajustar la otra. Finalmente
se acepta el ajuste conforme la ecuación (2.9) que se caracteriza por un valor de r=0,781,
mientras el ajuste de acuerdo con la ecuación (2.9b) se caracteriza por un valor de r=0,776.
Esta situación se repite en todos los casos, excepto en la regresión de la CPE sobre la CTE,
serie B (fila 10 en la tabla 3.2), donde la contribución del término cuadrático es significativa,
pues el valor de F , es igual a 5,5 en la prueba parcial a) e igual a 6,34 en la b).
Control de la ausencia de autocorrelación entre las perturbaciones
Lo más peligroso de la autocorrelación, es que constituye un indicio de que las
dependencias estudiadas han sido perjudicadas o favorecidas sistemáticamente por fuentes
de variación (variables influyentes) no controladas Ostle (1974). En este caso, en calidad de
variables no controladas pueden considerarse la experiencia del investigador y las
vibraciones como resultado del funcionamiento del equipamiento del laboratorio que pueden
96
�Anexos
influir sistemáticamente sobre la concentración de sólidos en la torta y en el sedimento
obtenido por sedimentación gravitatoria.
De acuerdo con el propio Ostle (1974), el efecto sistemático de este tipo de variables se
evita mediante la aleatorización, que en este caso fue realizada como se explica en el
epígrafe 2.1.3. No obstante, el cumplimiento del supuesto de ausencia de autocorrelación
respecto al tiempo, fue controlado. Para ello se aplicó el estadístico de Durbín Watson, que
según Calero (2001); Gujarati (s.a) y Pupo et al. (2001) se define como
n
d=
2
∑ (ei − ei −1 )
i =2
n
∑e
i =1
n
=
∑ (e
i =2
2
i
i
− ei −1 )
2
SC e
donde ei - residuos observados ordenados de acuerdo con el tiempo
En el caso de la correlación y regresión de la CPE, sobre la CTSE en la serie A, mediante la
herramienta “Regresión” del tabulador “Microsoft Excel 2000”, se ajusta la ecuación de
regresión y a partir de la tabla de análisis de variancia (casilla “Suma de cuadrados”) se
obtiene SC e = 4,63 . A continuación se calcula
d=
n
∑ (e
i =2
i
− ei −1 ) = 9,98 . Finalmente
2
9,98
= 2,16
4,63
Si se admite un nivel de significación igual a 0,05, d L = 1,01 y d u = 1,34 (Gujarati, sa).
Como 2,16 > 1,34 se acepta la falta de autocorrelación.
El control redundante se realizó mediante la prueba denominada “prueba de aleatoriedad o
de corridas” o “prueba de Geary”. Esta prueba permitió arribar a la misma conclusión que la
prueba de Durbin Watson.
La aplicación de estas pruebas, permitió aceptar la falta de autocorrelación en todos los
casos.
Control del supuesto de homogeneidad de varianzas de las perturbaciones
El cumplimiento del supuesto homogeneidad de varianzas de las perturbaciones se verifica
por la prueba de Park (Gujarati, sa; Calero, 2001)). De acuerdo con esta prueba, si en la
regresión
ln ei2 = β 0 + β 1 ln X i + ε i
β 1 resulta no significativo, se puede aceptar el supuesto de homocedasticidad.
En el caso de la correlación de la CPE sobre la CTSE en la serie A, se tienen los datos y
resultados que aparecen en la siguiente tabla
97
�Anexos
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
43,3
31,1
41,4
40,6
40,3
39,0
40,1
34,7
43,6
39,2
41,9
37,3
38,4
e
0,73022
-0,2139
0,06106
-0,7681
-0,979
-0,2263
0,91374
-0,1828
-0,2589
0,68098
-0,6207
0,81181
0,05185
ln x
3,7682
3,4372
3,7233
3,7038
3,6964
3,6636
3,6914
3,5467
3,7751
3,6687
3,7353
3,6190
3,6481
2
ln e
-0,6288
-3,0847
-5,5918
-0,5278
-0,0425
-2,9717
-0,1804
-3,3984
-2,7030
-0,7685
-0,9537
-0,4170
-5,9187
De donde ln ei2 = −20 + 4,97 ln X i , con una probabilidad de significación observada de la
igualdad acero de
homocedasticidad.
β1 ,
igual a 0,4551, que permite aceptar el supuesto de
Esta prueba permitió aceptar el supuesto de homocedasticidad en todas la regresiones,
excepto en dos. Una es la regresión de la CPE sobre la CTE, serie A (fila 9 en la tabla 3.2).
La otra es la regresión de la CPE sobre la CPC, serie C (fila 19 en la tabla 3.2). En la
primera la probabilidad de significación es 0,023 y en la segunda 0,022.
Control del supuesto de normalidad de las perturbaciones
Si el supuesto sobre normalidad no se cumple, no es posible realizar pruebas de hipótesis
con los estadísticos F y t, al menos que se cuente con muestras grandes (Guajarati, s.a). El
cumplimiento de este supuesto se controló, mediante el método explicado por Drumond et
al. (1996). Este método se basa en el coeficiente de correlación lineal entre los residuos
observados y sus valores esperados, bajo el supuesto de que estos siguen una distribución
normal. Si este coeficiente de correlación es mayor que su valor crítico tabulado por Neter et
al. (1990); citado por Drumond et al. (1996), es posible concluir que la suposición de
normalidad puede ser considerada válida.
Los valores esperados de los residuos E i , se determinan por la fórmula
i − 0,375
E1 = QMR z
n + 0,25
donde QMR - cuadrado medio de los residuos; i - número de orden de la observación;
La desviación típica de los residuos se determina por la fórmula
QMR =
SQR
n−2
donde SQR - suma de cuadrados de los residuos.
La determinación de la suma de cuadrados de los residuos se realiza mediante la función
“SUMA.CUADRADOS” del tabulador “Microsoft Excel 2000”.
La determinación de
1 − 0,375
z
n + 0,25
se realizó mediante la función “DISTR.NORM.ESTAND.INV” del mismo tabulador.
98
�Anexos
El control de validez del supuesto de normalidad, se ejemplifica para el caso de la regresión
cuyos resultados aparecen en la fila 1 de la tabla 3.2. Esto se hace con arreglo a la
metodología, cuyo fundamento se expone en el epígrafe 2.1.2. Para ello, los residuos
presentes en la tabla 3.3 se introducen en orden ascendente en la tabla que se muestra en
este anexo. En esta tabla aparecen también los resultados parciales. Finalmente se obtiene
un coeficiente de correlación lineal entre los residuos esperados y los residuos observados
r = 0,974, cuya comparación con su valor crítico rcr = 0,930 , (Drumond, 1996), permite
aceptar que los residuos se encuentran distribuidos normalmente. La aplicación de esta
prueba a los residuos de todas las regresiones, permitió concluir que en todos los casos se
cumple el supuesto de normalidad de los residuos.
Tabla Resultados del cálculo de los residuos esperados bajo el supuesto de normalidad
Número Residuo
de orden observado
i
ordenado
1
-0,979
2
-0,768
3
-0,621
4
-0,259
5
-0,226
6
-0,214
7
-0,183
8
0,052
9
0,061
10
0,681
11
0,730
12
0,812
13
0,914
1 − 0,375
n + 0,25
0,047
0,123
0,198
0,274
0,349
0,425
0,500
0,575
0,651
0,726
0,802
0,877
0,953
1 − 0,375
n + 0,25
Residuo
esperado E i
-1,67
-1,16
-0,85
-0,60
-0,39
-0,19
0,00
0,19
0,39
0,60
0,85
1,16
1,67
-1,09
-0,75
-0,55
-0,39
-0,25
-0,12
0,00
0,12
0,25
0,39
0,55
0,75
1,09
z
SQR = 4,63; QMR = 0,42
ANEXO 4 Diferencia media en el caso de muestras pareadas
Para comparar las medias de muestras pareadas y contar con una estimación del valor de la
diferencia, se determinó el intervalo de confianza para la diferencia media. Para ello, de
acuerdo con Sánchez (1986) y Drumond (1996), se estima la diferencia entre los dos
componentes de cada par, se determina la diferencia media d y seguidamente se
determina el intervalo de confianza, para la diferencia media, que es
[d − ∆d ; d − ∆d ]
Sd
Sd
d − tα / 2;n −1 ⋅ * ; d + tα / 2;n −1 ⋅ *
n
n
donde S d - desviación típica de las diferencias; n * - número de parejas de observaciones.
t 0, 025;12 = 2,179 (Mason, 1994)
99
�Anexos
ANEXO 5 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la
concentración de sólidos en el producto espesado y cada variable explicativa
en las series B, C y D.
Fig. 1 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y cada variable
explicativa en la serie B.
Fig. 2 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y cada variable
explicativa en la serie C.
100
�Anexos
Fig. 3 Intervalos de confianza de los coeficientes de correlación entre la CPE y cada variable
explicativa en la serie D.
ANEXO 6 Desarrollo de la recomendación No. 2
1. Con vista a la aplicación práctica del resultado, llevar a cabo las siguientes acciones:
• Estudiar la influencia de la concentración de sólidos inicial φ 0 sobre la CTSE, en otros
niveles de fuerza motriz.
• Seleccionar el nivel de fuerza motriz recomendable para realizar las pruebas de
filtración y centrifugación. Para ello tener en consideración los resultados del punto
anterior, así como el efecto negativo de la presión de compresión sobre el coeficiente
de correlación y el tiempo necesario para la prueba. Tener en cuenta además, que
con la disminución del volumen de la muestra, disminuye el tiempo necesario para la
prueba predictiva.
• Estudiar la posibilidad de reducir el tiempo de centrifugación.
• Encontrar las ecuaciones de regresión bivariada de la CPE obtenida en un espesador
de operación continua, sobre la CTSE, la CTE y la CPC.
• Dilucidar experimentalmente, si la influencia de la intensidad de agitación sobre la
CTE y la CPC, a pesar de ser pequeña, exige el control de este factor durante
determinaciones con fines predictivos.
• Seleccionar la variable que complemente o sustituya a la VS en la predicción de la
CPE, en el nivel industrial.
Para seleccionar la variable que puede ser utilizada en calidad de predictora de la CPE, es
necesario tener en cuenta un compromiso entre sus ventajas y desventajas en cuanto a los
siguientes acápites:
• Valor del coeficiente de correlación de la variable explicativa con la CPE.
• Tiempo necesario para llevar a cabo la predicción y grado de complejidad en la
realización de la predicción.
• Error con que se determina la variable explicativa.
• Costos necesarios para realizar la predicción.
Sobre esto, se recomienda considerar los siguientes aspectos:
• En este trabajo se concluye que el coeficiente de correlación muestral, garantizado por la
CTSE en el nivel de presión superior es mayor que el garantizado por la VS;
101
�Anexos
• A pesar de que no se demuestra estadísticamente la superioridad del coeficiente de
correlación entre la CPE y la CTE respecto al coeficiente de correlación entre la CPE y la
VS, tampoco se demuestra lo contrario.
• Para las pruebas de sedimentación es necesario diluir la suspensión y mantener un nivel
de concentración de sólidos inicial φ 0 constante; sin embargo, en caso de utilizar como
predictora cualquiera de las nuevas variables, no es necesario diluir la suspensión. En el
caso particular de la CTSE, tampoco es necesario mantener un nivel constante de
concentración de sólidos inicial.
• El tiempo de respuesta total de la metodología de predicción actual, basada en la VS
como variable predictora, constituye aproximadamente 2,3 h (incluye el tiempo necesario
para tarar la probeta, tomar la muestra, determinar su densidad, decidir cual es el
volumen de suspensión que debe ser añadido, controlar la masa final, agitar y dejar en
reposo). En el caso de la metodología a la que puede dar lugar la CTSE en el nivel
superior de presión, sería necesario esencialmente tomar la muestra, filtrarla en
aproximadamente (10-15) min y determinar la concentración de sólidos en la torta en
aproximadamente 30 min. De modo que, si se cuenta con una reserva, el tiempo de
respuesta no excederá 1 h.
• El error con que se determinan las variables explicativas se encuentra en la tabla 2.4.
• Es necesario calcular en cuanto se incrementa el costo de las pruebas predictivas al
utilizar para ello las nuevas variables.
102
�
Dublin Core
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Tesis
Dublin Core
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Title
A name given to the resource
Variables para el control de la concentración de sólidos alcanzable por sedimentación gravitatoria
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Armín Mariño Pérez
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Liliana Rojas Hidalgo
Type
The nature or genre of the resource
Tesis de doctorado
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2002
Subject
The topic of the resource
Metalurgia
Language
A language of the resource
Español