1 10 71 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/284686aa80d2f53350c9cba74060ecec.pdf ff47ff0fe8e39a67f6b06fdfd79a0e5a PDF Text Text Tesis doctoral EVALUACIÓN DE PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA EN CUBA SURORIENTAL Sandra Yanetsy Rosabal Domínguez �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA EVALUACIÓN DE PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA EN CUBA SURORIENTAL Tesis en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Geológicas MSc. Sandra Yanetsy Rosabal Domínguez Moa, Holguín 2018 �REPÚBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA EVALUACIÓN DE PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA EN CUBA SURORIENTAL Tesis presentada en opción al Grado Científico de Doctor en Ciencias Geológicas Autor: MSc. SANDRA YANETSY ROSABAL DOMÍNGUEZ Tutores: Dr. Alina Rodríguez Infante Dr. José Alejandro Zapata Balanqué Moa, Holguín 2018 �AGRADECIMIENTOS En primer lugar, mi más profundo agradecimiento a mis tutores, los doctores Alina Rodríguez Infante y José Alejandro Zapata Balanqué. Muchas gracias por confiar en mí y darme la oportunidad de llevar a cabo esta investigación. Gracias por el tiempo invertido, los consejos y apoyos concedidos sin reservas. Agradezco al Instituto Superior Minero Metalúrgico Dr. Antonio Núñez Jiménez (ISMM), donde me formé como profesional, y al colectivo de profesores de la Facultad de Geología y Minas (doctores Carlos Leyva, Rafael Guardado y Nicolás Muñoz; así como a los másteres Yurisley Valdés y Liuska Fernández) por la ayuda brindada. A Teresa Hernández, por guiarme en la tramitación del doctorado, sus consejos y sugerencias. Doy gracias a mi compañero Ing. Ricardo Oliva Álvarez, por su voluntad de apoyarme durante el trabajo de campo, con muestras de gran empeño y dedicación. Mis agradecimientos al Dr. Tomás Chuy Rodríguez, que apoyó el trabajo de campo en Guamá y II Frente. Gracias al técnico Silvio Rodríguez Albear, por la ayuda brindada; a los investigadores Eberto Hernández y Nicolás Vega, por su valiosa ayuda e información necesaria para la culminación de esta investigación; a los doctores Antonio Salgado y Darío Candebat, por su apoyo y empeño para que terminara la investigación. También agradezco de corazón a todos mis compañeros, que de una u otra forma me apoyaron en la realización de este trabajo. Asimismo, a los oponentes, doctores Liber Galbán Rodríguez, José Rueda, Enrique Arango Arias, Carlos Pérez Pérez, Fernando Guasch Hechavarría, José Fernando �Alcaide Orpi y al especialista Eric Escobar Pérez; a todos, muchas gracias por sus sugerencias, revisión formal de la tesis, comentarios y señalamientos oportunos. Quiero dar las gracias al Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (Cenais), por formarme como investigadora; al Dr. Bladimir Moreno Toirac (actual director) y al Consejo Científico, por fortalecer la investigación a través de la asignación del número de oponentes. Gracias, Yordan Infante y Alberto Beiris, por su valiosa ayuda en el manejo de los SIG. Agradezco a la Dra. Ingrid Vidau, por su apoyo en la realización de esta tesis. Doy gracias al Dr. Guillermo Riveaux, la MSc. Melek Campos Sofía, la Lic. Ena Tauler Marañón y la Dra. Elizabeth Isaac Alemán del Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA). Agradezco al MSc. Rafael Chagman por su ayuda incondicional. Finalmente, gracias a mi madre y mi tía Miriam, que desde el comienzo de mis estudios me apoyaron en todo y fueron las que me inculcaron los deseos de llegar a ser una profesional de este país; a mi hija y esposo, por tolerarme durante estos años; al Dr. Amauris Domínguez, por sus ánimos y porque desde la distancia siempre estuvo pendiente del desarrollo de la investigación. ¡A todos, gracias de corazón! �DEDICATORIA A mi familia, por su cariño y apoyo incondicional �SĺNTESIS Los movimientos telúricos de gran intensidad traen consigo la manifestación de fenómenos geológicos secundarios, entre estos los principales son los deslizamientos, la amplificación y la licuefacción de suelos; por tanto, su estudio y consideración en la prevención de desastres es importante. La presente investigación tiene como objetivo evaluar en Cuba suroriental la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica, a partir de la integración de los métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico. La aplicación de estos métodos integrados en los sectores elegidos (Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo) permitió obtener la caracterización de nueve bloques morfotectónicos, donde predominan los deslizamientos en los bloques en ascenso y prevalece la licuefacción en los bloques en descenso relativo. Se obtuvo además la zonación de la susceptibilidad a la licuefacción y a los deslizamientos en estos territorios; el análisis del carácter activo de las principales fallas, así como su clasificación de acuerdo con estos criterios. Palabras claves: susceptibilidad. deslizamientos, licuefacción de suelos, morfotectónica, �ABSTRACT High-intensity telluric movements bring with them the manifestation of secondary geological phenomena, the main being the landslides, the amplification, and liquefaction of soils; as their study and consideration in disaster prevention is important. The present research aims to evaluate in Southeast Cuba the susceptibility to the hazards of landslides and liquefaction of soils induced by seismic activity, through the integration the morphometric methods, the active tectonics and the seismological analysis. The application of these integrated methods in the sectors the study (Guamá, Santiago de Cuba and Guantánamo) allowed to obtain the characterization of nine morphotectonic blocks, where landslides predominate in the rising blocks and liquefaction prevails in the blocks in relative descent. The zonation of the susceptibility to liquefaction and landslides in these territories; the analysis of the active nature of the main faults, as well as their classification according to these criteria. Keywords: landslides, liquefaction of soils, morphotectonic, susceptibility �ÍNDICE Págs. SÍNTESIS ABSTRACT INTRODUCCCIÓN 1 CAPÍTULO 1. DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN COMO 11 PELIGROS GEOLÓGICOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA 1.1 Introducción 11 1.2 Licuefacción y deslizamientos inducidos por sismos 11 1.2.1 Caracterización de la peligrosidad por deslizamientos 12 1.2. 2 Caracterización de la peligrosidad por licuefacción de suelos 17 inducida por sismos 1.3 Estudios de peligro por licuefacción y deslizamientos inducidos por 18 sismos, situación internacional y nacional 1.4 Metodologías empleadas en la evaluación de la susceptibilidad a 28 licuefacción y deslizamientos inducidos por sismos 1.5 Condiciones ingeniero-geológicas y sismotectónicas de Cuba 31 suroriental 1.6 Conclusiones 39 CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS, INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA 40 �ÍNDICE Págs. 2.1 Introducción 40 2.2 Metodología de la investigación 40 2.3 Metodología para la evaluación de la susceptibilidad a los peligros 41 de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica 2.3.1 Caracterización geológica 42 2.3.2 Factores antrópicos 42 2.3.3 Caracterización morfotectónica 42 2.3.3.1 Definición de estructuras tectónicas 42 2.3.3.2. Realización del análisis geomorfológico 45 2.3.3.3 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de 45 bloques morfotectónicos 2.4. Evaluación sismológica 47 2.4.1 Ejecución de análisis de los catálogos del Servicio Sismológico 47 Nacional (SSN) 2.4.2 Realización de análisis de la información macrosísmica existente 48 2.4.3 Obtención de las máximas aceleraciones esperadas 48 2.4.4 Aplicación del Criterio Magnitud-Distancia 48 2.5. Peligros inducidos por actividad sísmica 49 2.5.1 Evaluación de la susceptibilidad a la licuefacción de suelos 49 inducida por sismos �ÍNDICE Págs. 2.5.1.1 Criterio geológico-geomorfológico 50 2.5.1.2 Criterio si/no se caracterizan los suelos a licuar 52 2.5.2 Evaluación de la susceptibilidad a los deslizamientos inducidos por 53 sismos 2.5.2.1 Método zonación pasiva 53 2.5.2.2 Comprobación directa 56 2.6 Conclusiones 56 CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS 57 PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS INDUCIDOS POR ACTIVIDAD SÍSMICA EN TRES SECTORES DE CUBA SURORIENTAL 3.1 Introducción 57 3.2 Ubicación y caracterización general de los tres sectores de Cuba 57 suroriental 3.3 Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de 59 suelos inducidos por la actividad sísmica en el sector Guamá 3.3.1 Caracterización geológica 59 3.3.2 Factores antrópicos 60 3.3.3 Caracterización morfotectónica 61 3.3.4 Definición de estructuras tectónicas 61 �ÍNDICE Págs. 3.3.5 Realización del análisis geomorfológico 65 3.3.6 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de 66 bloques morfotectónicos 3.3.7 Evaluación sismológica 69 3.3.8 Peligros inducidos por la actividad sísmica 69 3.4. Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de 72 suelos inducidos por la actividad sísmica en el sector Santiago de Cuba 3.4.1 Caracterización geológica 72 3.4.2 Factores antrópicos 74 3.4.3 Caracterización morfotectónica 75 3.4.4 Definición de estructuras tectónicas 75 3.4.5 Realización del análisis geomorfológico 79 3.4.6 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de 80 bloques morfotectónicos 3.4.7 Evaluación sismológica 83 3.4.8 Peligros inducidos por la actividad sísmica 84 3.5. Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de 86 suelos inducidos por la actividad sísmica en el sector Guantánamo 3.5.1 Caracterización geológica 87 3.5.2 Factores antrópicos 88 3.5.3 Caracterización morfotectónica 89 �ÍNDICE Págs. 3.5.4 Definición de estructuras tectónicas 89 3.5.5 Realización del análisis geomorfológico 92 3.5.6 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de 93 bloques morfotectónicos 3.5.7 Evaluación sismológica 95 3.5.8 Peligros inducidos por la actividad sísmica 96 3.6 Conclusiones 97 CONCLUSIONES 99 RECOMENDACIONES 100 BIBLIOGRAFÍA 101 ANEXO �INTRODUCCIÓN �INTRODUCCCIÓN Los terremotos son fenómenos geológicos devastadores que causan cada año pérdidas de vidas humanas y materiales. En el período 2010-2017 han ocurrido en el mundo 11 terremotos fuertes (Japón 2011, Chile 2010, 2014, 2015 y 2016; Indonesia 2012, Rusia 2013, Ecuador 2016, México e Irak 2017), de acuerdo con los datos del servicio geológico de los Estados Unidos (United States Geological Survey (USGS) en el 2017, con magnitudes superiores a los 7,1 grados en la escala Richter; de estos, el sismo de Japón fue el más devastador y el que mayor número de víctimas humanas provocó. Los movimientos telúricos de gran intensidad traen consigo la manifestación de fenómenos geológicos secundarios. Entre los principales se encuentran los deslizamientos, la amplificación y licuefacción de los suelos; por tanto, su estudio y consideración en la prevención de desastres es importante. En el caso de Cuba, el área geográfica de mayor peligrosidad sísmica es la región oriental debido a su cercanía al contacto tectónico entre las placas Norteamérica y la del Caribe (zona de falla Bartlett-Caimán u Oriente). Asociadas con los terremotos de mayor magnitud de esta región se han reportado manifestaciones de licuefacción de suelos y deslizamientos. 1 �En el caso de la licuefacción de suelos existen dos reportes en Cuba Oriental, uno en 1551 en las localidades de Bayamo, Yara, Cauto Embarcadero y Niquero (Cotilla y Córdoba, 2010) y el otro en 1932; este último proceso afectó las zonas bajas cercanas a la bahía de Santiago de Cuba, donde existen sedimentos aluviales de baja compactación, compuestos por arcillas orgánicas, limo orgánico y arcilla muy plástica, según Fernández et al (2016). En cambio, los deslizamientos inducidos por sismos fueron reportados en varias ocasiones: 1852 en la sierra de La Gran Piedra, 1930 en Maffo y Puerto Moya, 1947 en la loma del Kake en Santiago de Cuba y 1976 en la costa sur, cerca de la Sierra Maestra, entre los municipios Guamá y Pilón (Chuy y Pino, 1982). El Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (Cenais) dirige los estudios sismológicos del sismogeneradoras país. Esta principales institución (Chuy et tiene al., identificadas 1997), así las zonas como otras caracterizaciones específicas relacionadas con la manifestación de los sismos y el peligro que generan. Sin embargo, los fenómenos secundarios que estos inducen (deslizamientos y licuefacción de suelos) son pocos tratados y se encuentran caracterizados a través de diferentes métodos. En el caso de los deslizamientos, a nivel regional están los resultados obtenidos por Castellanos E. (2008), así como los alcanzados para las provincias de Santiago de Cuba (Villalón et al., 2012; Galbán y Guardado, 2016), Guantánamo (Savón et al., 2017) y Holguín (Colectivo de autores, 2011); la mayoría de ellos realizados para los estudios de peligro, vulnerabilidad y riesgos (PVR); dirigidos por la Agencia Nacional de Medio Ambiente (AMA) y la Defensa Civil, en cumplimiento de las indicaciones de la Directiva 1/2010. 2 �Estos estudios, específicamente los referidos a la temática de los deslizamientos, consideran de conjunto elementos sísmicos y ambientales, así como los catalizadores de estos fenómenos: lluvias y aceleración pico, mediante metodologías propias diseñadas a tales efectos. En la actualidad los mismos sirven de guía a nivel nacional y territorial para la toma de decisiones en situaciones de desastres por parte de la Defensa Civil, los Centros de Gestión y Reducción de Riesgos (CGRR), Planificación Física y otras entidades del estado. A propósito de la licuefacción de suelos, existen estudios detallados específicos en distintas partes de Cuba Oriental, como en la ciudad de Santiago de Cuba (García et al., 2002; Márquez et al., 2002; Heredia y Calderín, 2004; Chuy et al., 2015b; Fernández et al., 2016), en Guantánamo (Fernández et al., 2017) y en Holguín (Zapata et al., 2013). Estos también han sido entregados a las autoridades locales para su empleo en la toma de decisiones ante posibles desastres. Independientemente de lo expresado con anterioridad, en el caso de los deslizamientos estos estudios no evalúan los elementos morfométricos, sismológicos y la tectónica activa de forma integrada; ya abordados parcialmente por varios autores en diferentes partes del mundo (Everard y Savigny, 1994; Vargas, 2002; Aristizábal y Yokota, 2006; Flores y Hernández, 2012). Los métodos morfométricos y geomorfológicos ayudan a precisar los peligros inducidos por sismos y tienen como ventajas: 1. Permiten la caracterización y cartografiado del fallamiento con énfasis en las estructuras activas. 2. El estudio de las condiciones morfotectónicas a escala detallada. 3 �3. Elevan el conocimiento para la zonación de la susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción de suelos. En Cuba, varias investigaciones se han enfocado en la elaboración de mapas de zonas sismogeneradoras (Orbera, 1985; González et al., 1991; Cotilla, 1998, 1999, 2001; Cotilla et al., 1997; Cotilla y Álvarez, 1998; Chuy et al., 1997; Pérez et al., 2008; Cabrera et al., 2011; Arango, 2014), pero no se ha concebido la zonación de la susceptibilidad a deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por sismos, mediante el empleo integrado de métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico, incorporados a los métodos tradicionales que evalúan estos peligros geológicos secundarios, lo cual permite identificar las zonas donde deben realizarse estudios de detalle. Estos mapas de susceptibilidad pueden utilizarse como un instrumento en la toma de decisiones por las autoridades, la Defensa Civil y Cenais, entre otras instituciones. El estudio bibliográfico mostró que existe poca ejecución de estudios morfotectónicos (Lilienberg et al., 1988; Magaz et al., 1991; Hernández et al., 1991; Hernández et al., 1994; Rodríguez, 1998; Zamorano et al., 2000; Rosabal, 2001) que valoren la susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción inducidos por sismos, para que puedan emplearse en el perfeccionamiento de las determinaciones del peligro sísmico de esta región. El análisis anterior establece como problema científico que los estudios de deslizamientos y licuefacción inducidos por actividad sísmica en el territorio de Cuba suroriental no integran los métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico, hecho que limita la evaluación de sus manifestaciones. 4 �A partir de ese problema se define como objetivo general evaluar en Cuba suroriental la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por actividad sísmica, a partir de la integración de los métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico. El objeto de estudio está constituido por los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica. Y como campo de acción se establece la evaluación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por actividad sísmica, en Cuba suroriental. Se elaboraron los siguientes objetivos específicos 1. Evaluar conceptual y contextualmente los deslizamientos y la licuefacción como peligros geológicos inducidos por la actividad sísmica. 2. Aplicar los métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico, apoyados en herramientas del Sistema de Información Geográfica (SIG) en el área de investigación. 3. Evaluar la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica en tres sectores de Cuba suroriental. Se plantea como hipótesis que, si se determinan las características morfométricas y geomorfológicas, sismológicas y tectónicas de un territorio, entonces se podrán definir las zonas de mayor susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica, lo que permitirá mejorar la estimación de la peligrosidad ante estos fenómenos. Para cumplir con los objetivos propuestos en esta investigación fue necesario desarrollar varias tareas: 5 �1. Valoración de la bibliografía existente relacionada con los deslizamientos y licuefacción de suelos como peligros geológicos inducidos por actividad sísmica. 2. Aplicación de los métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa en el área de investigación, apoyados en herramientas del Sistema de Información Geográfica (SIG). 3. Determinación de las posibles alineaciones y parámetros que indican movimientos tectónicos en los sectores de estudio de Cuba suroriental. 4. Realización del análisis geomorfológico, la caracterización geológica y antrópica de los sectores de estudio de Cuba suroriental. 5. Revaluación de las estructuras tectónicas regionales o límites de bloques morfotectónicos. 6. Definición de los bloques morfotectónicos de cada sector de investigación. 7. Caracterización de la sismicidad de la región de Cuba suroriental y los sectores de estudio. 8. Valoración de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica en los sectores de estudio de Cuba suroriental. En la región de Cuba suroriental se seleccionaron tres sectores de estudio, bajo los siguientes criterios: x Áreas que poseen suficiente grado de estudio que permiten verificar los resultados. x Ciudades o asentamientos humanos ubicados en zonas de alta peligrosidad sísmica. 6 �x Cercanía a las zonas de falla Oriente, la más importante de la región. La novedad científica de este trabajo se basa en la integración de un conjunto de métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa para determinar los niveles de susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica, lo cual permite estimar la peligrosidad ante estos fenómenos. Las ventajas de su aplicación pueden resumirse en: x Se elabora una metodología para evaluar los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica. x Se obtienen nuevos mapas de susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica, para los sectores Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo, en todos los casos comprobados en el campo. x Se establecen las fallas principales que cortan los sectores de estudios. x Se caracterizan nueve bloques morfotectónicos entre los tres sectores de Cuba suroriental; de ellos, siete en ascenso y dos en descenso relativo. La actualidad de la investigación está en correspondencia con los objetivos priorizados de la Defensa Civil Nacional, establecidos en la Directiva No.1/2010 del presidente del Consejo de Defensa Nacional Para la organización, planificación y preparación del país para situaciones de desastres; con los objetivos estratégicos nacionales del Citma y con los Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido Comunista de Cuba, aprobados por el 7mo Congreso. La reducción de riesgo de desastres naturales en Cuba es una prioridad. Como parte del DIRDN (Decenio Internacional para la Reducción de Desastres 7 �Naturales), el gobierno, apoyado en un marco legal internacional (Declaración de Río sobre el Medio Ambiente y Desarrollo, Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático, El Marco de Sendai 2015-2030 para la Reducción del Riesgo de Desastres (MSRRD), Cumbre de Desarrollo Sostenible) y nacional (Ley 75 de la Defensa Nacional, Ley 81 del Medio Ambiente, Decreto Ley 170/97 del Sistema de Medidas de Defensa Civil, Decreto 262/99 de la Compatibilización del Desarrollo Económico Social del País con los Intereses de la Defensa, Resolución No.6/2002) a través de la Defensa Civil y el Cenais, ha desarrollado instrumentos y herramientas que permiten determinar el peligro, la vulnerabilidad y el riesgo sísmico; accionar en su prevención y dar una respuesta eficaz. Además, complementa los estudios de peligro, vulnerabilidad y riesgo de los territorios estudiados; el ordenamiento territorial, los proyectos constructivos y las medidas de defensa civil. El aporte teórico reside en que la metodología utilizada en la investigación permite integrar los métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa para la evaluación de la susceptibilidad a los peligros geológicos inducidos por la actividad sísmica y mejora el rigor de las evaluaciones que se realicen; asimismo, permite profundizar el conocimiento geológico de los sectores de estudio. El aporte práctico es la determinación de los niveles de susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica en los sectores seleccionados de Cuba suroriental, a partir de la integración de métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica 8 �activa; así como la caracterización de las fallas activas y la elaboración de los mapas morfotectónicos de estos sectores. Los resultados que se alcancen en la investigación se podrán insertar dentro de las acciones estratégicas relacionadas con la planificación y desarrollo de las zonas costeras y constituirán una base informativa para los estudios del programa del estado cubano para El enfrentamiento al Cambio Climático denominado Tarea Vida, teniendo en cuenta la alta susceptibilidad del territorio estudiado a los cambios de la dinámica global. El impacto social y ambiental es el incremento en la precisión de la zonación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por sismos, a través de la integración de los métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa; además será posible mejorar la estimación de la peligrosidad, vulnerabilidad y riesgo ante estos fenómenos. Estos resultados tienen mayor incidencia en las áreas urbanizadas de las ciudades de Santiago de Cuba, Guantánamo y el poblado de Chivirico. El impacto económico establece que, al contar con zonas inestables por peligros geológicos inducidos por actividad sísmica, se ofrece la posibilidad de planificar físicamente el espacio y diseñar y ejecutar proyectos de construcción económicamente sustentables. Además, se incrementa la precisión de los estudios de PVR de los sectores estudiados y sus asentamientos humanos. En cuanto a los métodos de investigación, se emplearon métodos teóricos (histórico-lógico, hipotético-deductivo, inducción-deducción, análisis-síntesis y modelación), empíricos (documental o bibliográfico y estudio de caso) y el estadístico. 9 �La presente investigación define como estructura de la tesis la introducción, tres capítulos, conclusiones, recomendaciones, bibliografía y anexos. El primer capítulo consta de introducción, epígrafes enfocados en los peligros geológicos inducidos por sismos, situación internacional y nacional; así como una caracterización ingeniero–geológica y sismotectónica de Cuba suroriental. En el Capítulo 2 se explica la metodología seguida en la investigación, la cual se desarrolló en tres etapas: preliminar, experimental y gabinete. Se diseña y se desarrolla una metodología que integra los métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa para obtener la zonación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, con el apoyo de herramientas del SIG. En el Capítulo 3 se presentan los resultados de la aplicación de la metodología en los sectores seleccionados de Cuba suroriental. Se obtiene la caracterización de bloques morfotectónicos, el fallamiento activo y la zonación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por sismos. 10 �CAPÍTULO 1. DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN COMO PELIGROS GEOLÓGICOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA �CAPÍTULO 1. DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN COMO PELIGROS GEOLÓGICOS INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA 1.1 Introducción En este capítulo se establece el basamento teórico de la investigación. Su objetivo es realizar una valoración de las principales amenazas geológicas inducidas por la actividad sísmica, los deslizamientos y la licuefacción de suelos; su evaluación y situación internacional y nacional. 1.2 Licuefacción y deslizamientos inducidos por sismos Un sismo, terremoto, movimiento telúrico o temblor de tierra es un fenómeno geológico de carácter repentino, que ocurre por una liberación súbita de energía en un punto de la corteza terrestre; este movimiento causa ondas sísmicas, que se propagan desde el punto de origen y viajan a través de la tierra. De forma general, los sismos pueden producirse por varias causas, tales como: el choque de las placas tectónicas de la tierra, los deslizamientos de tierra, el ascenso del magma volcánico, los colapsos de rocas inducidos por el llenado rápido de los embalses, el choque de meteoritos y la acción antrópica. Los terremotos se caracterizan por cuatro parámetros: tiempo de origen, foco o hipocentro, epicentro, magnitud e intensidad. 11 �Los efectos de un terremoto pueden ser varios: movimiento y ruptura del suelo, deslizamientos de tierra, incendios, licuefacción de suelos, tsunamis, inundaciones y lesiones o pérdidas de vidas humanas; además de daños en las carreteras, puentes y en general en los bienes. 1.2.1 Caracterización de la peligrosidad por deslizamientos Los deslizamientos son fenómenos que contribuyen significativamente a la evolución del relieve y el paisaje en numerosas regiones de la superficie terrestre, modifican más o menos bruscamente las condiciones ambientales y están entre los peligros de origen geológico que causan los daños más extendidos en el mundo. Para que ocurra un deslizamiento es necesario, como condición, la existencia de un talud o ladera, que posea pendiente o cambios de altura significativos (Suárez, 1998). Los elementos morfométricos de un talud o ladera son: x Altura. Es la distancia vertical entre el pie y la cabeza. Se presenta claramente definida en taludes artificiales, pero es complicada de cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no son accidentes topográficos bien marcados. x Pie. Corresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior. x Cabeza o escarpe. Se refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte superior. x Altura de nivel freático. Distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua medida debajo de la cabeza. 12 �x Pendiente. Es la medida de la inclinación del talud o ladera. Puede medirse en grados, porcentaje o relación m/1; en la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical (ver figura 1). Figura 1. Nomenclatura de taludes y laderas. Fuente: Suárez, (1998). Existen, además, otros factores topográficos, como son: longitud, convexidad (vertical), curvatura (horizontal) y área de cuenca de drenaje; los cuales pueden tener influencia sobre el comportamiento geotécnico del talud. Un deslizamiento puede ser descrito por las características geomorfológicas de la masa desplazada y del terreno alrededor del movimiento. Estas características definen un cierto número de elementos morfológicos, que han sido descritos por Varnes (1978): x Corona. Sector de la ladera que no ha fallado, se localiza en la parte más alta de la zona deslizada. En ocasiones presenta grietas, llamadas grietas de la corona. x Escarpe principal. Superficie de la pendiente muy fuerte, localizada en el límite del deslizamiento y originada por el material desplazado de la ladera. Si este escarpe se proyecta bajo el material desplazado, se obtiene la superficie de ruptura. 13 �x Escarpe menor. Superficie de pendiente muy fuerte en el material desplazado, producida por el movimiento diferencial dentro de este material. x Punta de la superficie de ruptura. Intercepción (algunas veces cubierta) entre la parte baja de la superficie de ruptura y la superficie original del terreno. x Cabeza. Parte superior del material desplazado a lo largo de su contacto con el escarpe principal. x Tope. Punto más alto de contacto entre el material desplazado y el escarpe principal. x Cuerpo principal. Parte del material desplazado sobre el que yace la superficie de ruptura localizada entre el escarpe principal y la punta de la superficie de ruptura. x Flanco. Lado del deslizamiento. x Pie. Porción del material desplazado que descansa ladera abajo desde la punta de la superficie de ruptura. x Dedo. Margen del material desplazado más distante del escarpe principal. x Punta. Punto en el pie más distante del tope del deslizamiento (figura 2). Figura 2. Elementos estructurales de un deslizamiento. Fuente: Varnes, (1978). 14 �Según un colectivo de autores (2011), los factores condicionantes en la formación de deslizamientos en un territorio son: x La estructura y composición geológica de las laderas y taludes. x Las particularidades de las propiedades físico-mecánicas de las rocas y suelos. x Las condiciones de actividad de las aguas subterráneas cercanas a la superficie. x Las condiciones de actividad de las aguas superficiales. x La presencia de vegetación. x Las particularidades climáticas de la región. x El régimen hidrológico de las cuencas, sus arroyos y ríos con sus tramos deslizables. x El relieve del terreno. x Los movimientos neotectónicos y los fenómenos sísmicos a ellos asociados. En términos generales, la inestabilidad de las laderas, inducida por sismos, incluye una variedad de fenómenos que pueden ser clasificados, según Keefer and Wilson (1989), en tres principales categorías. x Categoría I: caídas de rocas o suelos, deslizamiento de suelos o rocas, deslizamiento translacional a lo largo de una superficie debilitada, aludes de roca y suelo. x Categoría II: deslizamiento rotacional de suelos o masas de rocas, flujos de tierra lentos. x Categoría III: propagación lateral, flujos de tierra rápidos. 15 �Según Keefer (1984), existe posibilidad de deslizamientos causados por sismos con magnitud de 4,0 (caídas de roca, deslizamientos de roca, caídas de suelo y alteración de masas de suelo), 4,5 (deslizamiento de traslación, rotación y bloques de suelo), 5,0 (flujos de suelo, esparcimientos laterales, deslizamientos subacuáticos), 6,0 (avalanchas de roca) y 6,5 Richter (avalanchas de suelo). La susceptibilidad a los deslizamientos puede definirse como la posibilidad de que una zona sea afectada o genere un determinado fenómeno de deslizamiento, en función de los factores que controlan o condicionan la ocurrencia de estos procesos; pueden ser intrínsecos a los propios materiales geológicos o externos. Los mapas de susceptibilidad se realizan a partir de datos cartográficos de tipos topográficos, geomorfológicos, litológicos, estructurales, uso del suelo y otros. Estos parten del análisis de las condiciones actuales existentes de los deslizamientos para, extrapolando los resultados de dicho análisis, confeccionar el mapa de susceptibilidad (Obregón y Lara, 2014). Para evaluar la peligrosidad por deslizamientos se emplean en la actualidad los SIG. Estos se han convertido en una herramienta útil para identificar, cartografiar y evaluar el riesgo asociado (Bathrellos et al., 2009), ya que permiten la extracción, almacenamiento y procesamiento rápido de la información (Guzzetti et al., 2006). Del mismo modo, integran y modelan espacialmente los datos de fuentes diversas y exploran las relaciones entre causa-efecto (Van Westen y Soeters, 2000). Según Van Westen (1993), las ventajas del uso del SIG para evaluar la susceptibilidad a los deslizamientos son varias, como la velocidad de cálculo, que permite realizar un número de cruces de mapas y cálculos de tablas; la posibilidad 16 �de mejorar modelos mediante la evaluación de sus resultados y el ajuste de las variables de entrada; además de la actualización de mapas derivados de observaciones de campo. 1.2. 2 Caracterización de la peligrosidad por licuefacción de suelos inducida por sismos La licuefacción de suelos es un fenómeno donde la rigidez y la resistencia de los suelos se reducen o se pierden, como consecuencia de movimientos dinámicos producidos durante los terremotos u otros esfuerzos dinámicos o rápidos. Esto se debe a la facilidad que tiene un suelo de aumentar su presión de poros, de manera que se pueda producir la pérdida total de su resistencia efectiva, por lo cual pasaría a comportarse como un fluido (Pierre–Yves, 2005). Los daños por licuefacción pueden ser dramáticos: se desestabilizan las construcciones, pudiendo generar su caída; se produce agrietamiento y propagación lateral (figura 3), colapso de puentes (figura 4), averías en tuberías, cables eléctricos y conexiones de gas. El incremento de la presión de poros, provocado por la licuefacción, puede formar chorros de agua y aire mezclados con sedimentos finos, que cuando son expulsados sobre la superficie del terreno crean volcanes de arena y agua (figura 5). La licuefacción depende de los factores intensidad, duración del sismo y material susceptible (Technical committee for earthquake geotechnical engineering (TC4) of the International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE), 1999). El resultado de la combinación de esos elementos en un sitio se considera como peligro o potencial de licuefacción (Pierre–Yves, 2005). 17 �Figura 3. Agrietamiento y propagación lateral en Chile. Fuente: Falcón y Ramírez, 2012. Figura 4. Colapso de puentes y daños por grietas en Chile. Fuente: Falcón y Ramírez, 2012. Figura 5. Volcanes de arena. Chile. Fuente: Falcón y Ramírez, 2012. �La estimación del potencial de licuefacción se da generalmente por medio de la comparación de la fuerza inducida por la acción de carga y la resistencia del suelo a licuar. La acción de carga se puede especificar a partir de la intensidad máxima o la aceleración (máximas, efectivas, espectrales). Lo anterior permite evaluar la posibilidad real de ocurrencia del fenómeno de licuefacción en una ciudad de alta densidad poblacional y gran volumen de industrias, en las cuales puede provocar afectaciones económico-sociales incalculables. Según Kramer (1996), los suelos susceptibles son los materiales uniformes, granulares sueltos y saturados, tales como los depósitos fluviales, coluviales y eólicos; así como los rellenos y suelos reclamados al mar. Este fenómeno se ha observado en abanicos aluviales, playas y otros depósitos. Los suelos de edad Holoceno son más susceptibles que los del Pleistoceno. Los suelos no plásticos son muy susceptibles, especialmente los limos, las arenas finas y algunas arcillas, de acuerdo con sus propiedades, según Wang (1979). 1.3 Estudios de peligros por licuefacción y deslizamientos inducidos por sismos: situación internacional y nacional A nivel internacional la licuefacción es la causante del agravamiento de los escenarios que han sido afectados por fuertes terremotos, como en los siguientes casos: Chile, 2010, la licuefacción se extendió entre La Calera y el Lago Llanquihue. Los daños incluyeron la formación de grietas, asentamientos, desplazamiento lateral del suelo y formación de volcanes de arenas. Las estructuras afectadas fueron 18 �viviendas, puentes, pasos a desnivel, puertos, muelles, tranques de relaves y estructuras enterradas (González y Verdugo, 2014). En Chile, 1965, fallaron 8 presas de relave; dos de estas arrasaron con el pueblo El Cobre, donde murieron más de 200 personas (Verdugo, 2009). En correspondencia con lo anterior, la comunidad científica ha incrementado su preocupación por la licuefacción, en aras de su prevención; sin embargo, en Cuba solo se han desarrollado estos estudios de forma puntual, lo cual influye en el ordenamiento territorial del país; particularmente en Cuba Oriental los estudios realizados corresponden a las ciudades de Santiago de Cuba, Holguín y el municipio Caimanera, Guantánamo. A continuación, se mencionan algunos de los trabajos precedentes: Zapata (1995) presentó las zonas con posibilidades de desarrollo urbano, teniendo en cuenta variantes metodológicas para la licuefacción, deslizamientos y derrumbes en la cuenca Santiago de Cuba. Para la evaluación de la licuefacción el autor no tuvo en cuenta los suelos susceptibles y sus características. Fernández (2000) elaboró el mapa de licuefacción de suelos de la ciudad de Santiago de Cuba a escala 1:25 000, basado en características geólogogeomorfológicas, profundidad de niveles freáticos, entre otros factores; además, valoró el sismo como catalizador, con diferentes magnitudes y distancia de los terremotos fuertes ocurridos. Pero la autora excluye los suelos susceptibles y sus características para la evaluación de la licuefacción. Fernández et al. (2000) determinaron la posibilidad de ocurrencia de licuefacción inducida por sismos a través de comprobaciones en el terreno, la evaluación de los suelos, profundidad de las aguas subterráneas, topografía y los terremotos 19 �como catalizadores. Sin embargo, no valoraron los elementos geológicos y geomorfológicos, así como las características de los suelos susceptibles que influyen en la licuefacción. García et al. (2002) obtuvieron el mapa de riesgo sísmico de Santiago de Cuba a escala 1:25 000, con la evaluación de la licuefacción de suelos como consecuencia de sismos de gran intensidad; determinaron la vulnerabilidad sísmica para la ciudad de Santiago de Cuba y establecieron la distancia a la tectónica activa. Pero debieron apreciar los criterios geológicos y geomorfológicos que influyen en la licuefacción. Heredia y Calderín (2004) determinaron a través del factor de seguridad que la licuefacción solo ocurre en aislados puntos: en los suelos donde se ubican el Hospital Militar y el tanque de succión anexo al mismo, el muelle Malecón 620, el ramal de ferrocarril y el patio de la refinería, la remodelación Punta Gorda, Almacenes Cimex (Santiago In Bond). Sin embargo, no valoraron los suelos susceptibles y sus características. Zapata et al. (2013) lograron determinar la susceptibilidad a la licuefacción de suelos en la presa de cola de la fábrica Ernesto Guevara de Moa, Holguín, a través de la identificación de los suelos susceptibles, mediante la valoración de las propiedades físico–mecánicas, tales como índice de plasticidad (IP), límite líquido (LL), contenido de agua, tamaño del grano y grado de saturación; además, aplicaron el criterio chino para la evaluación de la licuefacción. Chuy et al. (2015b), a partir de las propiedades físico–mecánicas de los suelos en una pequeña área de la costa oeste de la bahía de Santiago de Cuba, donde se ubica la terminal portuaria multipropósito, determinaron que en ese sitio no existen 20 �condiciones para que ocurra la licuefacción de suelos. Establecieron como problemas geotécnicos la subsidencia, asentamientos y grietas en el terreno. Fernández et al. (2016) obtuvieron la zonación del potencial de licuefacción de suelos para el Consejo Popular Guillermón Moncada, Santiago de Cuba, mediante la evaluación de las condiciones ingeniero-geológicas, el nivel freático y los resultados del cálculo del factor de seguridad. Como resultado propusieron un esquema de susceptibilidad y demostraron que los sectores más susceptibles ante sismos de magnitudes entre 7,0 y 8,0 Richter se ubican hacia el centro-este de esta área, donde predominan suelos areno–arcillosos. Fernández et al. (2017) obtuvieron el esquema del potencial de licuefacción del municipio Caimanera a escala 1:50 000, con cuatro niveles de susceptibilidad, alto, medio, bajo y sin datos; mediante la evaluación de las condiciones ingeniero–geológicas de los suelos y el cálculo del factor de seguridad. La tabla 1 muestra la comparación de resultados precedentes de licuefacción de suelos inducida por actividad sísmica con los resultados alcanzados para los tres sectores de Cuba suroriental; esta refleja las diferencias existentes ( figura 6), desde las escalas de trabajo, métodos o metodologías empleados y los resultados obtenidos. La mayoría de estos resultados han sido introducidos en la práctica social por instituciones como el Cenais, la Universidad de Oriente (UO) y el Instituto Minero Metalúrgico de Moa (ISMM); lo cual influye en la toma de decisiones de los inversionistas, ya que deben aplicar medidas para mitigar sus efectos y evitar los suelos susceptibles a licuefacción, tales como construir estructuras resistentes con cimentaciones superficiales y pilotes (NC46:99). 21 �Galbán, L. 2014 Heredia, N y Calderín, F. 2004 García et al., 2002 Fernández, 2000 La modelación de los niveles freáticos y su combinación con la susceptibilidad litológica dio como resultado que las áreas más susceptibles a la ocurrencia de la licuefacción corresponden a las zonas bajas cercanas a la costa donde los ríos depositan sedimentos aluviales de baja compactación (formaciones Maya, La Cruz, Río Macío, El Caney, Jutía y depósitos aluviales asociados a formaciones del grupo El Cobre). Análisis de profundidad de niveles freáticos; tipología y propiedades de los suelos; estructuras tectónicas locales; pendiente del terreno Evaluación de las condiciones ingenierogeológicas, el análisis del nivel freático; topografía; edad de los suelos; magnitud y distancia de los terremotos; distribución de licuefacción durante terremotos pasados comparados con las curvas propuestas por Youd, Perkin y Ambrasey y reportes históricos (Figura 6). Calculan el factor de seguridad Fernández et 2000 al., Variante metodológica para la licuefacción Métodos o Metodologías empleadas para evaluar la licuefacción de suelos Zapata, J. 1995 Autor 1:50 000 Escala de detalle 1:25 000 1:200 000 Escala Determinan que la licuefacción puede aparecer en los suelos del Hospital Militar y el tanque de succión anexo al mismo, en el muelle Malecón 620, en el ramal de ferrocarril y el patio de la refinería, en la remodelación Punta Gorda, Almacenes CIMEX (Santiago In Bond). Mapa de riesgo a la licuefacción de suelos de la provincia Santiago de Cuba Mapa pronóstico de ocurrencia del fenómeno de licuefacción inducido por sismos con aceleraciones igual o mayor a 0,3 g e intensidades mayores o iguales que 8,5 grados MSK, para la cuenca Santiago de Cuba. Zona de mayor susceptibilidad a licuefacción de suelos (bahía, zona industrial y portuaria, cuencas de los ríos San Juan, Gascón y antiguos ríos que corrían por Yarayó y Trocha Esquema de ocurrencia de fenómenos físicogeológicos en la ciudad de Santiago de Cuba. Resultados Resultados alcanzados para los sectores Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo x Obtención de nuevos mapas de susceptibilidad a licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica, a partir de la integración de métodos morfométricos y el análisis sismológico en los sectores Guamá (que incluye las desembocaduras de los ríos Jibacoa, Palma Mocha, El Naranjo, Potrerillo, Ocujal, El Muerto, Turquino, Peladero, Babujal, Uvero, Avispero, Bayamita, Grande y Guamá), Santiago de Cuba (actual cauce del río Cobre, alrededores de las bahías Cabañas y Santiago de Cuba, cuencas de los ríos San Juan, Sardinero y Santa Ana) y Guantánamo (actual cauce de los ríos Guaso, Jaibo, Guantánamo y los alrededores de la bahía homóloga y el poblado Caimanera). x Se establecieron las fallas principales que cortan a los sectores de estudios. x Se caracterizaron nueve bloques morfotectónicos entre los tres sectores; de ellos, siete en ascenso con gran susceptibilidad a deslizamientos y dos bloques en descenso relativo con las mayores áreas susceptibles a la licuefacción de suelos. Tabla 1. Resultados de la comparación de trabajos precedentes de licuefacción de suelos con el estudio actual realizado para los tres sectores de Cuba suroriental. Fuente: Autora �Figura 6. Mapa de susceptibilidad a la licuefacción de suelos de la cuenca Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Área=216 km2. Fuente: García et al., 2002. �A partir de experiencias locales y reportes históricos, es recomendable realizar la zonación de la susceptibilidad a la licuefacción en áreas donde estén presentes los factores condicionantes y desencadenantes. Por otra parte, los deslizamientos son considerados entre los principales causantes de desastres naturales que producen daños significativos a las vidas humanas, las propiedades y proyectos de ingeniería en las áreas montañosas del mundo (Marta et al., 2010). En 1960 un terremoto de magnitud 9,5 Richter azotó las costas del centro sur de Chile y causó deslizamientos profundos y cientos de deslizamientos superficiales (Davis y Karzulovic, 1963; Weischet, 1963). A nivel mundial los grandes terremotos han detonado una variedad de deslizamientos y de erosión, lo que ha afectado la estabilidad de taludes; lo anterior ha sido documentado en numerosos estudios (Keefer, 1984; Denier et al., 1991; Vargas, 2002; Keefer, 2002; Meunier et al., 2007; Laffaille et al., 2010). También otros autores, como Ouimet (2011), Parker et al. (2011) y Schulz et al. (2012) documentaron deslizamientos en el mundo. Estos fenómenos han causado cientos de miles de muertos, billones de dólares de pérdidas económicas; asimismo, han denudado miles de km 2 de suelo (Keefer, 1984). La mayoría de los procesos han ocurrido a lo largo de fallas y en laderas de montañas escarpadas con grandes desniveles topográficos (Denier et al., 1991; Laffaille et al., 2010). Keefer (1984) presentó una recopilación de casos históricos de deslizamientos inducidos por sismos, con el fin de establecer la relación general entre la extensión de los deslizamientos y los parámetros sísmicos como herramienta preliminar de zonificación de riesgos. 22 �Everard y Savigny (1994) estudiaron los efectos neotectónicos en la distribución de deslizamientos para el área de Yukón, Canadá. Determinaron la relación entre la litología de los deslizamientos y los epicentros de los sismos por medio de un inventario de deslizamientos. Las rocas con discontinuidades penetrantes y orientaciones que faciliten los deslizamientos son más susceptibles a las fallas sísmicas, debido a que el desplazamiento crítico es mínimo. Mora (1997a) presentó una compilación de los sismos más fuertes de Costa Rica, que detonaron deslizamientos con magnitudes mayores a 5,2 Richter, y mostró que la extensión y distribución de los deslizamientos dependen de las condiciones climáticas. Tossati et al. (2008) presentaron una compilación de 18 deslizamientos inducidos por sismos con magnitudes entre 3,6 y 6,5 Richter en la zona norte de la cadena montañosa de los Alpes italianos, los cuales reflejan la máxima distancia al epicentro. Delgado et al. (2011) recopilaron información de aproximadamente 17 sismos que indujeron terremotos en la Cordillera Bética, España, entre magnitudes de 4,2 a 6,9 Richter, y realizaron la comparación de la relación entre magnitud y la distancia epicentral y/o área afectada. Caballero (2011) desarrolló un formato de recopilación de datos de deslizamientos inducidos por sismos en Colombia, a partir de 760 eventos compilados, que incluye tipo de mecanismo, material, distancia epicentral, volumen de sedimentos ocasionados por cada deslizamiento; así como notas que permiten sintetizar la información y elaborar análisis estadísticos. 23 �Si bien en los últimos años a nivel mundial ha aumentado la preocupación por la evaluación de este peligro y la valoración de sus daños, en Cuba aún no ha adquirido la importancia apropiada, pues se detectan como insuficiencias la inexistencia de un inventario de deslizamientos inducidos por sismos y solo se tienen reportes, sin coordenadas para su ubicación; lo cual dificulta la aplicación de las metodologías antes mencionadas. En Cuba los deslizamientos mayormente estudiados están relacionados con el paso de huracanes, tormentas tropicales y con prolongados períodos de intensas lluvias (Castellanos, 2008). A continuación, se mencionan algunos de los trabajos precedentes que han evaluado esta amenaza en la región de Cuba Oriental. Reyes (2001) presentó el mapa de peligro geológico por deslizamientos en la ciudad de Santiago de Cuba y sus alrededores a escala 1:25 000 y evaluó los factores condicionantes y los catalizadores. Sin embargo, no consideró la acción antrópica, los aspectos ingeniero-geológicos y la tipología de deslizamientos presentes, así como los requerimientos por grados de zonación sísmica según escala de trabajo. Del Puerto y Ulloa (2003) identificaron los peligros geólogo-geomorfológicos de la cuenca Santiago de Cuba a escala 1:25 000, con morfometría, y obtuvieron mapas tipológicos de peligros y su distribución espacial. En este estudio se suprimió la evaluación del sismo como detonante de los deslizamientos según la escala de trabajo. Almaguer (2005), con el empleo de un mapa de inventario, determinó para el yacimiento Punta Gorda la susceptibilidad del terreno a la rotura por desarrollo de deslizamientos; igualmente, evaluó la influencia de los factores condicionantes y 24 �obtuvo la caracterización de los mecanismos y tipologías de deslizamientos. En este caso debió evaluarse la acción sísmica. Reyes et al. (2005), a través de la zonación de deslizamientos, basada en la combinación de la evaluación de factores pasivos y activos (sismo y lluvia) y la aplicación de métodos de Grado 1, determinaron el nivel de peligro geológico de la red vial de las provincias orientales para casos de sismos de gran intensidad; pero los autores no valoraron la acción antrópica. Morejón et al. (2006) realizaron estudios de vulnerabilidad ante la ocurrencia de eventos naturales en las carreteras de interés nacional de la provincia Santiago de Cuba y caracterizaron los peligros geológicos a partir de la topografía, propiedades físico-mecánicas de los suelos y rocas; además, analizaron los posibles incrementos de la amenaza sísmica, así como la influencia de la tectónica. Los autores consideraron los requerimientos de la zonación sísmica según escala de trabajo. Castellanos (2008), con el uso de varios métodos, realizó la evaluación multiescala del riesgo por deslizamientos del terreno en toda Cuba, desde los niveles nacional, provincial, municipal y local. Para el primer caso empleó modelos semicuantitativos con 10 indicadores estandarizados; en el segundo combinó métodos heurísticos, estadísticos y elementos en riesgo; en el tercer caso utilizó métodos heurísticos con pesos asignados por expertos; y en el último empleó modelos runout en el escarpe de Caujerí, a escala 1:25 000. Sin embargo, la zonación obtenida para las caídas de rocas de la provincia Guantánamo debió incluir otras áreas con susceptibilidad donde existen condiciones para su ocurrencia. 25 �Rosabal et al. (2009) determinaron la incidencia de la geomorfología en los deslizamientos de la carretera de Beltrán, Guantánamo, a través de las variables disección vertical, máximas alturas y clasificación del relieve; se contrastaron los resultados con los materiales obtenidos de los recorridos de campo. Se identificaron zonas con similares parámetros, proclives al fenómeno, y se aplicaron métodos de Grado 1 de zonación sísmica. Se debieron considerar los aspectos ingeniero–geológicos de las formaciones presentes. AMA (2012) propone la guía metodológica para el estudio de peligro, vulnerabilidad y riesgo (PVR) por deslizamientos de terreno a nivel municipal con 4 fases (identificación de escenarios susceptibles, cálculo de peligro y vulnerabilidad, así como la estimación del riesgo). Esta metodología se implementa en diferentes partes de Cuba y ha arrojado resultados importantes para la toma de decisiones a diferentes niveles; sin embargo, no incluye los aspectos ingeniero–geológicos de las formaciones presentes para determinar la susceptibilidad litológica. Savón et al. (2017) realizaron la evaluación del peligro que generan los movimientos gravitacionales en la provincia Guantánamo. Emplearon una metodología de PVR mediante el método de suma ponderada de factores y el mapa isoyético de lluvias máximas de 60 años para obtener un modelo digital de lluvias máximas hiperanual. La metodología empleada excluye los aspectos ingeniero–geológicos de las formaciones presentes, no integra los elementos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico; así como excluye la influencia de la acción antrópica. 26 �Galbán y Guardado (2016) desarrollaron una metodología basada en los niveles de importancia de las variables que influyen en la manifestación de los deslizamientos y propusieron la formulación matemática para su determinación mediante un SIG. En este caso se considera que la susceptibilidad litológica debe integrar los aspectos ingeniero–geológicos, tales como la alternancia de rocas duras con débiles, la estratificación y rocas intemperizadas. Además, los investigadores no concibieron la comprobación directa en el terreno para corroborar sus resultados, aunque emplearon otros métodos indirectos. En la tabla 2 se muestran los resultados de la comparación de trabajos precedentes de deslizamientos inducidos por actividad sísmica con los resultados alcanzados para los tres sectores de Cuba suroriental. Esta refleja diferencias existentes desde las escalas de trabajo, métodos o metodologías empleados (figuras 7, 8 y 9) y los resultados obtenidos. En Cuba Oriental son insuficientes los trabajos que evalúan los deslizamientos inducidos por sismos ni existe su inventario; los aspectos ingeniero-geológicos no son considerados en la susceptibilidad litológica y son escasos los estudios que declaran la existencia de caídas y desprendimientos de rocas; así como tampoco la valoración de la acción antrópica, la comprobación directa en el terreno de los resultados y las exigencias de la zonación sísmica por escala de trabajo. 27 �Galbán Guardado 2016 Villalón et al., 2012 AMA 2012 y 1:100 000 1:1 000 000 1:25 000 Escala Metodología basada en los niveles de importancia de las 50 000 variables que influyen en la manifestación de los deslizamientos y su formulación matemática para su determinación mediante un SIG. Empleo de otros métodos a escala local en Jagüeyes y 1:25 000 Caujerí (modelos runout) Guía metodológica para el estudio de peligro, vulnerabilidad 1:100 000 y riesgo (PVR) por deslizamientos de terreno a nivel municipal con 4 fases (identificación de escenarios susceptibles, cálculo de peligro y vulnerabilidad, así como la estimación del riesgo) Guía metodológica para el estudio de peligro, vulnerabilidad 100 000 y riesgo por deslizamientos (Variante A-método heurístico) Método propuesto por Mora y Varshon que incluye el análisis de la susceptibilidad por relieve (disección vertical) susceptibilidad por geología (profundidad del nivel freático, litología predominante, grado de intemperismo y grado de fracturación); susceptibilidad por humedad del suelo (precipitaciones mensuales promedio); y disparadores como lluvia (lluvia máxima) y sismos (intensidad sísmica) . Modelos semicuantitativos con 10 indicadores estandarizados Análisis heurísticos, estadísticos (modelos de pesos y evidencias) red artificial neuronal y elementos en riesgo García, et al 2002 Castellanos, E 2008 Métodos o Metodologías empleadas para evaluar los deslizamientos Autor Mapa de susceptibilidad, peligro, vulnerabilidad y riesgo a los deslizamientos de la provincia Santiago de Cuba (Figura 8) Modelo de deslizamientos por sismos en el municipio Santiago de Cuba (Figura 9) Mapa de susceptibilidad, peligro, vulnerabilidad y riesgo a los deslizamientos Mapa de riesgo a deslizamientos Mapa índice de riesgos por deslizamientos para Cuba Mapa de susceptibilidad a los deslizamientos, (que incluye flujos de detritos, grandes deslizamientos de rocas, caídas de rocas, volcamientos y deslizamientos) de la provincia Guantánamo. Mapa de peligro, vulnerabilidad y riesgo a deslizamientos (Figura 7) Esquema de ocurrencia de fenómenos físicogeológicos en la ciudad de Santiago de Cuba. Resultados Resultados alcanzados para los sectores Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo Obtención de nuevos mapas de susceptibilidad a los deslizamientos inducidos por actividad sísmica, a partir de la integración de métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa en los sectores Guamá (alta susceptibilidad a caídas, desprendimientos y deslizamientos en gran parte del sector al norte), Santiago de Cuba (deslizamientos al norte en las cercanías del escarpe de Boniato y al este de la bahía de Santiago de Cuba, donde también pueden aparecer desprendimientos y caídas de rocas, así como en el asentamiento Aguadores, ubicado al sureste de la bahía de Santiago de Cuba en la zona costera, deslizamientos en la sierra de la Gran Piedra) y Guantánamo (caídas y desprendimientos de rocas en las colinas montañosas, en la meseta de Santa María del Loreto, alta susceptibilidad a deslizamientos rotacionales en la sierra del Maquey). Se establecieron las fallas principales que cortan a los sectores de estudios. Se caracterizaron nueve bloques morfotectónicos entre los tres sectores; de ellos, siete en ascenso con gran susceptibilidad a deslizamientos y dos bloques en descenso relativo con las mayores áreas susceptibles a la licuefacción de suelos. Tabla 2. Resultados de la comparación de trabajos precedentes de deslizamientos inducidos por actividad sísmica, con el estudio actual realizado para los tres sectores de Cuba suroriental. Fuente: Autora �Figura 7. Mapa de susceptibilidad a los deslizamientos de la provincia Guantánamo. Escala 1:100 000. Fuente: Castellanos, 2008. �Figura 8. Mapa de susceptibilidad a los deslizamientos de la provincia Santiago de Cuba, resultado de los estudios PVR. Escala:100 000. Fuente: Villalón et al., 2012. Figura 9. Modelo de deslizamientos por sismos, en el municipio Santiago de Cuba. Escala 1:50 000. Fuente: Galbán y Guardado 2016. �1.4 Metodologías empleadas en la evaluación de la susceptibilidad a licuefacción y deslizamientos inducidos por sismos A nivel internacional existen diversas metodologías para evaluar el potencial de licuefacción, tales como Seed and Idriss (1971), Seed et al. (1983), Seed et al. (1985), Tokimatsu and Yoshimi (1983), Seed and De Alba (1986), Ishihara (1985), Shibata and Teparaksa (1988) (citados por TC4, 1999). Así como los diferentes métodos desarrollados en el manual de zonación sísmica japonés, conocido como TC4 (1999), en función de los grados o nivel de estudio y la escala correspondiente. Los métodos más empleados tienen dos vertientes: Métodos empíricos. Se basan en observaciones in situ o en laboratorios del comportamiento de depósitos tipo arena durante movimientos sísmicos anteriores. Las pruebas in situ más empleadas para la valoración de la licuefacción son: los ensayos de penetración estándar, Standard Penetration Test, en inglés (SPT) y los ensayos de penetración de cono, Cone Penetration Test, en inglés (CPT). Métodos analíticos. Basados en la determinación en laboratorio de las características de resistencia a la licuefacción de muestras no alteradas y el uso de análisis de respuestas dinámicas del predio, para determinar la magnitud de las tensiones de corte inducidas por los movimientos sísmicos. En los últimos años estas metodologías fueron implementadas en Cuba de forma integral, parcial o combinada; esto se puede notar en los trabajos de Ordaz et al. (2013), Fernández (2000), Márquez et al. (2002), García et al. (2002), Heredia y Calderín (2004), Zapata et al. (2013), Chuy et al. (2015b), Fernández et al. (2016), Fernández et al. (2017). 28 �Existen otros métodos para predecir el potencial de licuefacción, tales como: x Métodos de Grado I. Criterio geológico-geomorfológico (TC4, 1999). En función de las unidades geomorfológicas (tabla 3) y geológicas se clasifican los territorios donde existe probabilidad para la licuefacción de suelos (TC4, 1999). x Métodos de Grado 2. Criterio geológico y geomorfológico para la evaluación del potencial de licuefacción. En función de las unidades geológicas (tabla 4) y condiciones geomorfológicas específicas (tabla 5) se identifican áreas de alto potencial a la licuefacción de suelos (TC4, 1999). Por otra parte, para los deslizamientos existen diferentes formas de realizar el cartografiado de la susceptibilidad a través de métodos estadísticos, heurísticos y determinísticos (Van Westen et al., 1999; Guzzetti et al., 1999). El método heurístico, según Van Westen et al. (1997), es el más subjetivo de todos, ya que un especialista es el que decide el tipo o grado de riesgo para una zona en cuestión, mediante la asignación directa o indirecta. Así, dos tipos de análisis heurísticos pueden distinguirse: (1) el análisis geomorfológico y (2) la combinación cualitativa de mapas. Mediante el análisis geomorfológico, conocido como método de cartografía directa, el grado de susceptibilidad del terreno es determinado directamente en el campo, sobre la base del conocimiento y la experiencia del investigador. Por lo tanto, los criterios aplicados son difíciles de definir, ya que varían según el sitio estudiado. 29 �Tabla 3. Susceptibilidad de unidades geomorfológicas a la licuefacción, Grado I. Fuente: Iwasaki et al., 1982 (citados por TC4, 1999) Categoría Topografía Potencial de licuefacción A Actual cauce del río, viejo cauce del río, pantano, tierras reclamadas, tierras bajas. Abanico, arenas de dunas, llanura de inundación, playas y otras llanuras. Terrazas marinas, colinas y montañas. Probable licuefacción B C Posible licuefacción No probable licuefacción Tabla 4. Unidades geológicas (resumidas) susceptibles a la licuefacción durante una fuerte sacudida. Fuente: Youd and Perkins, 1978 (citados por TC4, 1999) Tipos de depósitos Canal del río Llanura de inundación Abanico y llanura aluvial Terrazas marinas Coluviales Probabilidad de que los sedimentos cohesivos, saturados, sean susceptibles a la licuefacción por la edad del depósito < 500 años Muy alta Alta Holoceno Alta Moderada Pleistoceno Baja Baja Pre-Pleistoceno Muy baja Muy baja ------------ Baja Muy baja Muy baja Moderada Alta Baja Moderada Baja Baja Muy baja Muy baja Tabla 5. Susceptibilidad de unidades geomorfológicas a la licuefacción sometidas a una sacudida de VIII grados M.M (Mercali Modificada). Fuente: Wakamatsu, 1992 (citado por TC4, 1999) Clasificación Llanura del valle Pantano y ciénagas Canal de río abandonado Antiguo estanque Canal de río seco Condiciones geomorfológicas Condiciones específicas Llanura del valle que contiene grava o adoquines Llanura del valle que contiene suelos arenosos -------------------------------------Canal de río seco que contiene grava o adoquines Canal de río seco que contiene suelos arenosos Potencial de licuefacción No probable Posible Posible Probable Probable No Probable Probable �La combinación cualitativa de mapas, busca superar los criterios ocultos del análisis geomorfológico. Con este método el científico usa su criterio experto para asignar pesos (valores que representan un determinado grado de importancia) a una serie de mapas parámetro. Tales factores se suman de acuerdo con estos pesos, dando como resultado valores de susceptibilidad que pueden ser agrupados en categorías o clases. El método determinístico tiene como base los modelos hidrológicos y de estabilidad, que consideran la información detallada de las pendientes, fundamentada en la mecánica de suelos. Este método elimina la subjetividad mediante la cuantificación de los grados de riesgo en valores absolutos, como por ejemplo, a través del factor de seguridad (Barredo et al., 2002). Una ventaja de este método es el alto grado de simplificación para cartografiado de escala media y regional, debido a la gran variedad de los parámetros geotécnicos. De esta forma, el desempeño del método depende totalmente de la calidad y cantidad de los datos colectados (Dai et al., 2002). El método estadístico, según Carrara et al. (1995) y Guzzetti et al. (1999), tiene como principio la búsqueda de relaciones entre los factores condicionantes de inestabilidad (litología, cobertura vegetal, uso del suelo, pendientes, entre otros) y la distribución de los deslizamientos recientes. A partir de la combinación estadística de estos factores se determinan los grados de riesgo, asumiendo que los factores que causan inestabilidad para determinadas áreas serán los mismos que podrían generar movimientos futuros (Dai et al., 2002). Esta técnica está compuesta por el análisis multivariado (considera para cada unidad, polígono o pixel la presencia o ausencia de movimientos de laderas; lo 30 �cual genera una matriz de datos que es analizada en un soporte estadístico mediante regresión múltiple, análisis discriminante, entre otros) y el análisis bivariado (considera el peso de cada clase y de cada parámetro de análisis mediante el uso de técnicas de inferencia como: Lógica difusa o Fuzzy e Inferencia Bayesiana); según Carrara et al. (1995) y Dai and Lee (2002), la confiabilidad del método depende de la calidad y cantidad de los datos. Las metodologías descritas con anterioridad, así como otras empleadas en Cuba por colectivo de autores (2011), Castellanos (2008), Villalón et al. (2012), Savón et al. (2017), entre otras, tienen como deficiencia la falta de integración en los análisis de los peligros de deslizamientos y licuefacción inducidos por sismos, ya que no integran los aspectos ingeniero-geológicos y no aplican los métodos morfométricos, el análisis sismológico y la tectónica activa. Los criterios referidos con anterioridad hacen necesario la introducción de estos métodos. 1.5 Condiciones ingeniero-geológicas y sismotectónicas de Cuba suroriental El área de estudio se ubica al sur del extremo este de Cuba, entre los 74.133° y 77.752° de longitud oeste y los 19.831° a 20.317° de latitud norte (figura 10). Abarca parte de la zona emergida de Cuba Oriental y cubre un área aproximada de 11 632.2 km2. Dentro de sus límites geográficos se encuentran la parte sur de las provincias de Santiago de Cuba, Guantánamo y Granma. Relieve. El relieve de Cuba suroriental es variado, abarca las categorías morfológicas de montañas, alturas y llanuras (Hernández et al., 1994, ajustado para Cuba por Moreno et al., 2017). Hacia el sur y noreste se encuentran las dos primeras clases, representadas por los dos grandes sistemas montañosos: 31 �Figura 10. Ubicación geográfica de Cuba suroriental (rectángulo rojo), con las ciudades Santiago de Cuba y Guantánamo como cabeceras de provincias. Fuente: Autora. �la Sierra Maestra y la parte meridional de las sierras de Nipe-Cristal-Sagua-MoaBaracoa y Purial y de mayor manifestación en el área de estudio las dos últimas sierras (figura 11). En la Sierra Maestra las mayores alturas corresponden a los picos Turquino (1 970 m), Cuba (1 872 m), Suecia (1 734 m) y loma de la Gran Piedra (1 225 m), que se clasifican como montañas medias (Moreno et al., 2017). Las pendientes se caracterizan por ser de moderadas a muy altas. En las sierras de Nipe-Cristal-Sagua-Moa-Baracoa y Purial se acentúan las zonas elevadas tales como la superficie de Pinares de Mayarí (500-700 m), restos de la pendiente meridional de la Sierra del Cristal (700-800 m), de la Loma de Mulas, entre los ríos Mayarí y Levisa (700-800 m), y otras más elevadas como las de la Loma de La Mensura, Pico Cristal, La Calinga y Guaso, entre otras, (con alturas de 900-1000 m, 1100-1200 m, 860-1000 m y 840-900 m, respectivamente). Magaz 2017. En las sierras Nipe-Cristal-Sagua-Moa-Baracoa y Purial las pendientes oscilan entre 7°-15°, en ocasiones mayores; se corresponden con las zonas de montañas. Las llanuras se localizan a lo largo de las costas sur, norte y oeste. En la primera dirección, próximas a la zona costera y con distribución de este a oeste, están las llanuras fluviales, que se sitúan perpendiculares a la línea costera. En las llanuras fluviales prevalecen los procesos acumulativos sobre los erosivos. Las pendientes oscilan entre 0° y 7°. En esta categoría se ubican los alrededores de la laguna de Baconao, los entornos de las bahías de Santiago de Cuba, Cabañas y Guantánamo y el valle Caujerí. 32 �Figura 11. Modelo Digital del Terreno (MDT) de la región Cuba oriental. Escala 1:25 000. Fuente: Geocuba, (2006). �Asimismo, en esta costa, de este a oeste, se desarrollan las terrazas marinas escalonadas de Cabo Cruz, Pilón, Siboney, Baconao y Maisí; surgidas de la combinación de un escarpe de falla costero y la abrasión marina. En estas predominan las formaciones cársicas; además estas terrazas se encuentran falladas y deformadas (Pérez et al., 1994). En cambio, en la costa oeste las llanuras están asociadas al litoral que se desarrolla a lo largo del golfo de Guacanayabo, donde se ubica la bahía de Niquero. La costa norte se caracteriza por ser abrasiva. Al norte del sistema montañoso de la Sierra Maestra se localiza una parte de la amplia llanura aluvial del río Cauto. Hidrografía. La hidrografía de Cuba suroriental se comporta de forma diferente. Hacia la costa sur se encuentran los ríos jóvenes, de cortos recorridos y gran poder erosivo, los cuales transitan por cañones y no permiten el desarrollo de terrazas fluviales. Entre los ríos más importantes se citan el Chivirico, Sevilla, San Juan, Sardinero y Baconao. Igualmente, se destacan importantes cuencas hidrográficas, como la del Guaso, que tiene un número grande de afluentes y desemboca en la ensenada de Manatí, bahía de Guantánamo. El río más extenso de Cuba es el Cauto, su nacimiento se ubica dentro del área de estudio y sus afluentes más importantes son Contramaestre, Cautillo, Bayamo y Salado. El grupo montañoso de Sagua-Moa-Baracoa da origen a potentes ríos, como el Toa, el más caudaloso; Yateras, entre otros (Arcia et al., 1997). Índice de los ríos. En la vertiente sur de la Sierra Maestra los ríos La Mula, Guamá, Sevilla, San Juan, Sardinero, Hondo, Cañas, Sabanalamar, Imías y Jojo 33 �poseen quinto orden. El río Guantánamo tiene sexto orden (Cotilla et al., 2003). Los ríos de mayor orden en la costa norte son Tana, Duaba y Yurumí; con quinto orden; Yara y Toa, con sexto orden (Cotilla et al., 2003). Densidad de la red hidrográfica. La mayor densidad de la red fluvial de Cuba está localizada en la región bahía de Santiago de Cuba-Pinares de Mayarí-Moa-bahía de Guantánamo. Sin embargo, al este del Turquino se aprecia una considerable densidad, reflejo de la influencia neotectónica (Cotilla et al., 2003). En Cuba suroriental los valores de la densidad fluvial y las pendientes de los ríos son mayores que en el resto de Cuba. Existe un predominio de costas dentadas, abrasivas y erosivo-tectónicas; vinculadas con montañas y alturas diseccionadas y con terrazas marinas. Los primeros órdenes (2do-3er) de la red fluvial se encuentran concentrados en las zonas elevadas, montañosas; por consiguiente, son más intensos los procesos neotectónicos y existe erosión (Cotilla et al., 2003). Geología. Se han realizados números trabajos para esclarecer la composición litológica del territorio cubano, una de las más complejas de toda la región del Caribe. De acuerdo con el modelo planteado por Iturralde (1998), se pueden reconocer dos niveles estructurales principales: el substrato plegado y el neoautóctono. El substrato plegado está constituido por distintos tipos de terrenos, de naturaleza continental y oceánica, propios de las Placas de Norteamérica, del Caribe y probablemente del Pacifico; incluidas rocas que datan desde el Proterozoico (940-1000 Ma) hasta el Eoceno Superior temprano (42 Ma). El neoautóctono está representado por las rocas y estructuras originadas a partir del Eoceno Superior, que se desarrollaron básicamente en el mismo lugar que 34 �hoy ocupa el territorio de Cuba, ya formando parte del margen pasivo meridional de la placa de Norteamérica. Del substrato plegado en la región de Cuba suroriental se encuentran unidades de naturaleza continental (secuencias sedimentarias del Protocaribe y plataforma de Bahamas) y unidades de naturaleza oceánica (ofiolitas septentrionales, arcos volcánicos, cuencas de antepaís, cuencas posvolcánicas y transportadas (piggy back). La tabla 6 representa las principales litologías que reflejan la existencia de los niveles estructurales, el substrato plegado y el neoautóctono en la región de Cuba suroriental. La sismicidad de Cuba suroriental posee dos formas de origen de terremotos: de entre placas y de interior de placa. El primer tipo incide sobre la región suroriental por la frecuencia de ocurrencia de sismos de alta magnitud, asociados con la zona sismogénica Bartlett-Caimán (Oriente). La segunda, asociada con fallas activas de tipo regional y local, se caracteriza por la baja frecuencia, focos someros y magnitud baja a moderada de sus eventos. La información macrosísmica (1528-2010) del Servicio Sismológico Nacional Cubano (SSNC) muestra que en la zona de falla Oriente se reportaron 22 terremotos fuertes, de ellos 20 en la provincia de Santiago de Cuba y 2 (1976 y 1992) en la provincia de Granma, con intensidad de 8 y 7 grados (Chuy, 1999). Sobre la estructura Oriente y cercanos a la ciudad de Santiago de Cuba, se reportaron 2 sismos que produjeron intensidad de 9 MSK con magnitud de 7,6 (1766) y 7,3 Richter (1852). 35 �Tabla 6. Litologías presentes en el área de Cuba suroriental. Fuente: Iturralde Vinent, 1998 Plataforma de Bahamas Rocas ultrabásicas serpentinizadas y complejo básico Güira de Jauco, metavulcanitas cretácicas del Purial. Formaciones geológicas como: Santo Domingo, Palma Mocha Miembros como: Guásimas y Perucho. Macizo del Turquino Ofiolitas septentrionales Formaciones geológicas como: Mícara, La Picota, Gran Tierra y Manacal Cuencas piggy-back 1era generación Grupo El Cobre. Formaciones geológicas como: Sabaneta, Pilón y El Caney Formaciones geológicas como: Charco Redondo, Puerto Boniato, San Luis y Camarones Formaciones geológicas como: Maquey, Yateras, Cabo Cruz, Manzanillo, Sevilla Arriba, La Cruz, Río Maya, Río Macío, Jaimanitas, Jamaica, Camaroncito, Yateras, Cauto, Bayamo, Dátil, Jutía Miembros como: Quintero, Tejar y Santiago Depósitos Cuaternarios. Arco volcánico AlbienseCampaniense Arco de islas del Paleógeno Cuencas piggy-back 2da generación Neoautóctono Substrato plegado Formación geológica: Chafarina Unidades de naturaleza continental Formación geológica: Sierra Verde Elementos Estructurales (Iturralde-Vinent, 1998) Secuencias sedimentarias del protocaribe Unidades oceánicas Litología �Otros terremotos fuertes afectaron la ciudad de Santiago de Cuba, tales como el de 1932 (M=6,75 Richter; I=8 MSK) y el de 1947 (M=6,75 Richter; I = 7,0 MSK). El primer sismo afecto el 80 % de las edificaciones de la ciudad, de las cuales el 5 % quedó colapsado totalmente (Chuy y Pino, 1982; Magazine Las Noticias, 1932, y Montoulieu, 1933 (citados por Chuy, 1999). Sin embargo, a pesar de presentar una menor frecuencia la ocurrencia de terremotos en las zonas con sismicidad de interior de placa, su ubicación cercana a las costas en el mar o en el interior del territorio, así como la poca profundidad de los hipocentros de los sismos que se generan en ellas, hacen que en ocasiones los efectos de sismos de menor magnitud reporten afectaciones significativas (Álvarez et al., 1999; SSNC, 2015). Los ejemplos más reveladores de esta actividad sísmica de interior de placa son los terremotos ocurridos en octubre de 1905, con epicentro en Songo; el del 27 de enero de 1922 en Guantánamo y el del 5 de marzo de 1927 en Santiago de Cuba y Guantánamo. De lo anteriormente expuesto se infiere que el valor estimado de la intensidad a esperar depende de la ubicación del epicentro; por tanto, la influencia de zonas sismogénicas regionales es de obligatoria observación, porque en ocasiones el mayor peligro sísmico al que está sometida una región no proviene de zonas sismogénicas localizadas en ella, sino de zonas vecinas, donde sus condiciones sismotectónicas les imponen una marcada peligrosidad (Chuy et al., 2015a). Para el caso de la región suroriental, Oriente es la estructura sismogénica principal y bajo la cual se realizan todas las consideraciones relacionadas con la 36 �peligrosidad sísmica. Desde este punto de vista las estructuras de interior de placa para las ciudades de esta región se relegan a un segundo término. Del análisis de la información instrumental (período de 1998-2017), la red de estaciones del Servicio Sismológico Nacional (SSN) del Cenais registró entre los años 2000-2015 alrededor de 20 000 eventos sísmicos; de ellos, la mayoría en la falla Oriente, en particular en el sector Santiago-Baconao. Durante el año 2014 se registraron 6 872 terremotos; de estos, 5 799 se localizaron en el archipiélago cubano. De los 1 073 que se reconocieron fuera del territorio nacional, 794 corresponden al área del Caribe y 279 al resto del mundo. En 2017 se reportaron un total de 4 567 terremotos en el área de Cuba y la zona más activa del año fue Pilón-Chivirico con 1 824 eventos. En la figura 12 se muestran los epicentros localizados en el área de estudio durante el período 2000-2017, nótese la concentración de eventos en este espacio. En relación con los sismos perceptibles, los más significativos se reportaron el 15 y el 20 de marzo de 2010, con una magnitud Richter de M=4,2 y 5,5 Richter. Por ser posteriores al sismo de Haití del 12 de enero de 2010, produjeron estrés en la población de Santiago de Cuba y Guantánamo. El 17 de enero de 2016 se destacó la serie anómala de terremotos al sur de la playa de Caletón, con sismos de 4,8 y 5,0 Richter como máximas magnitudes, perceptibles en gran parte del oriente cubano y el 17 de enero de 2017 se desató otra serie al sur de Uvero, con un sismo de máxima magnitud de 5,8 Richter, sentido en Cuba Oriental. En el contexto geodinámico Cuba suroriental presenta la mayor peligrosidad sísmica de país por su proximidad al sistema de fallas Oriente. 37 �Figura 12. Mapa de epicentros de Cuba, período de 2000-2017. Fuente: SSNC, 2017. �Esta estructura (Oriente) es capaz de generar terremotos de hasta 8,0 Richter. A lo largo de su trazado se pueden encontrar diferentes procesos geodinámicos (Calais and Lépinay, 1991): al oeste se ubica el centro de generación de corteza Caimán, con expansión tectónica característica de las dorsales ultralentas (Lépinay and Rangún, 2011). Al este se ubica la depresión de Cabo Cruz, interpretada como una cuenca de pull-apart donde ocurre la transtención. En el propio margen al este de la cuenca de Cabo Cruz se ubica la Fosa de Oriente, donde ocurre la extensión de este a oeste. A lo largo de la falla de deslizamiento, por el rumbo, se han desarrollado dos pequeñas cuencas de pull-apart, Chivirico y Batiquirí; al sur, entre estas cuencas, está el cinturón deformado de Santiago, con un régimen tectónico caracterizado por la transpresión. Estudios recientes sobre esta zona del Caribe proponen la existencia de la Microplaca de Gonave (Mann et al., 2002; Demets & Wiggins-Grandison, 2007; Rosencrantz & Mann, 1991). Asimismo, nuevos estudios llevados a cabo en la parte norte de La Española y Puerto Rico (Mann et al., 2004) demuestran la existencia de una falla al norte de la Española, que es una continuidad de la zona de subducción de las Antillas Menores; se conoce como Falla Norte de La Española. Calais & Lépinay (1989), a partir de los resultados de la campaña oceanográfica SEA CARIB II, descubrieron elementos que suponen la no continuidad de la falla Oriente hacia el este con la zona de subducción que bordea las Antillas Menores. Estos autores propusieron al norte de la Española una doble zona de falla: la falla norte de la Española y la falla Septentrional; esta última es la continuación hacia el este de la falla Oriente en territorio dominicano. 38 �En Cuba suroriental existen condiciones para que se originen deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica, debido a la existencia de reportes históricos de estos peligros, condiciones del relieve, valores de pendientes, geología, densidad de la red hidrográfica; zona sismogeneradora principal, altos valores de aceleración horizontal efectiva e intensidad sísmica a esperar y presencia de suelos aluviales de edad Holoceno, ubicados en los canales y desembocaduras de los ríos. 1.6 Conclusiones 1. Del análisis de las metodologías para evaluar los deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por sismos, a nivel internacional y nacional, se concluye que en la gran mayoría se emplean elementos relacionados con la sísmica y tectónica; sin embargo, para los deslizamientos no se integran los elementos morfométricos y la tectónica activa; la susceptibilidad litológica no contiene los aspectos ingeniero–geológicos. 2. En la región de Cuba suroriental no existe un inventario de deslizamientos inducidos por sismos y son escasos los estudios que declaran la existencia de caídas y desprendimientos de rocas. 3. Las investigaciones precedentes sobre licuefacción de suelos son pocos, ya que existen reportes históricos en otras partes de Cuba Oriental que demuestran la necesidad de su estudio. 39 �CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS, INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA �CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA PARA SUSCEPTIBILIDAD DESLIZAMIENTOS LA A Y EVALUACIÓN LOS DE PELIGROS LICUEFACCIÓN DE LA DE SUELOS, INDUCIDOS POR LA ACTIVIDAD SÍSMICA 2.1 Introducción En este capítulo se explica la metodología seguida por la investigación y el conjunto de métodos empleados. Posteriormente se presenta la metodología para la evaluación de los peligros inducidos por la actividad sísmica (deslizamientos y licuefacción de suelos), a partir de la integración de criterios morfométricos, el análisis sismológico y geomorfológico y la tectónica activa. 2.2 Metodología de la investigación La metodología de la investigación consta de tres etapas: preliminar, experimental y gabinete. A continuación, se explican cada una de ellas: • Etapa I. Preliminar. En esta etapa se seleccionó el área de Cuba suroriental por ser la zona de mayor peligro sísmico, se realizó el basamento teórico de la investigación, luego se procedió a la revisión, recopilación y valoración de la bibliografía existente relacionada con los deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica. Y por último, se procedió a la caracterización ingeniero-geológica y sismotectónica del territorio. 40 �• Etapa II. Experimental. Se diseñó la metodología para la evaluación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica, integrando un conjunto de métodos como los morfométricos, el análisis sismológico y geomorfológico y la tectónica activa. Luego se aplicaron los procedimientos y técnicas experimentales (laboratorio y campo). La escala de trabajo para el uso de la metodología depende de la escala de la información base con la que se trabaja. En este caso se partió del mapa geológico digital de Cuba Oriental a escala 1: 100 000, que se corresponde con la zonación sísmica de Grado 1. • Etapa III. Gabinete. Se realizó el análisis de los resultados, se elaboraron los mapas morfotectónicos y de susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos de los sectores de Cuba suroriental. También se obtuvo la caracterización de la tectónica activa y se alcanzaron las principales conclusiones y recomendaciones. 2.3 Metodología para la evaluación de la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por actividad sísmica En la evaluación de la susceptibilidad a los peligros geológicos secundarios se utiliza un conjunto de métodos tradicionales, a lo cual se sumará el análisis morfométrico, las condiciones geológicas, antrópicas, geomorfológicas y sismológicas, que facilitarán y precisarán las diferentes áreas susceptibles a deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica. A continuación, se realiza la descripción de cada uno de estos pasos 41 �2.3.1 Caracterización geológica Se realiza la caracterización geológica del territorio con la ayuda del mapa geológico digital de Cuba Oriental escala 1:100 000 (Instituto de Geología y Paleontología (IGP), 2003) y el léxico estratigráfico (Colectivo de autores, 2013). Se obtienen las formaciones geológicas de mayor susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos. En el caso de los deslizamientos se incluyen los aspectos ingeniero-geológicos, valorados a partir de la revisión bibliográfica y observación directa en el campo durante la actividad investigativa. Se logra una evaluación cualitativa a partir de los datos obtenidos. 2.3.2 Factores antrópicos Al identificar los principales elementos antropizados del territorio que conducen a la ocurrencia de deslizamientos y licuefacción de suelos, se obtiene una caracterización de los factores antrópicos. 2.3.3 Caracterización morfotectónica La caracterización morfotectónica incluye varias tareas: la definición de las estructuras tectónicas, el análisis geomorfológico y la revaluación de las estructuras regionales o límites de bloques morfotectónicos. A continuación, se realiza la descripción de cada uno de estas tareas. 2.3.3.1 Definición de estructuras tectónicas Para definir las estructuras tectónicas se aplican los métodos morfométricos, los cuales ofrecen información acerca de las medidas de las formas del relieve, como se muestra a continuación: x Mapa de red fluvial: para su confección se parte del sistema de ríos y tributarios, representados en el mapa topográfico, tanto sus cauces 42 �permanentes como temporales; después de lo cual se procede al trazado de todas las cárcavas y afluentes, que quedan inferidos por las curvas de nivel hasta llegar a los extremos más elevados de la red fluvial, tanto en su cabecera como en los márgenes de la cuenca (Rodríguez, 2000). x Jerarquización de la red del drenaje: para su elaboración los distintos cursos de agua que integran la red de drenaje superficial se subdividen en segmentos de cauce, clasificados en función del orden de magnitud de los mismos, según el método de Horton (1945). x Densidad de drenaje: según Horton (1945), se define como el cociente entre la longitud total de los cauces que conforman el sistema fluvial de la cuenca y el área total de la cuenca. Dada por la ecuación 1: ‫ ܦ‬ൌ �–Ȁ� (1) donde: �–ǣ�longitud total de todos los canales de agua en km; ��ǣ área en km2 El resultado debe interpretarse como el número de cauces existentes por Km 2. x Mapas de isobasitas: estos mapas marcarán los niveles de base de erosión de los ríos de un determinado orden, el cual está dado por el tiempo de su formación. Se denominan de primer orden los ríos más jóvenes o de última formación, sucesivamente serán más viejos a medida que el orden sea mayor. Después de confeccionado el mapa de órdenes, se superpone el mismo al mapa topográfico; posteriormente, se buscan los puntos de intersección de los ríos de un orden determinado con las curvas de nivel y se ponen en esos puntos los valores de la cota topográfica. Después de 43 �marcados todos los puntos, se unen con líneas rectas o curvas los puntos de igual valor (Rodríguez, 2000). x Mapa de pendientes: consiste en la representación areal de la variación de los valores de pendiente de un sector de la superficie. Para la confección del mapa se parte del criterio de que áreas con separación similar de las curvas de nivel presentan iguales valores de inclinación; por lo cual la primera tarea consiste en separar los sectores del mapa con comportamiento similar de estas curvas, determinando para cada sector los valores de pendiente que le corresponden en dependencia del espaciamiento entre curvas. Según Rodríguez (2000) se determina a través de la ecuación 2: �ƒȽ ൌ ȟŠȀ‡� (2) donde: Ƚ: ángulo de pendiente; ȟŠ: desnivel o separación vertical entre curvas; ‡: espaciamiento horizontal entre curvas. x Disección vertical: es un parámetro morfométrico que representa la amplitud del relieve (altura relativa) por unidad de área y se expresa en m/km2 (Mora & Vahrson, 1993; Priego et al., 2008). Sirve principalmente para definir algunos tipos de relieve (montañas, planicies acolinadas, etc.) y ofrece datos sobre la energía del relieve. Se determina a través de la ecuación 3: �˜ ൌ �ƒš െ �‹Ȁ��� (3) donde 44 ��˜: disección vertical; �žšǣ altura máxima en metros; �Àǣ altura mínima en metros; �ǣ área en kilómetros cuadrados (km2) Deben considerarse los valores (Mora & Vahrson, 1993) que influyen en la inestabilidad de las laderas. Como resultado se obtienen los esquemas correspondientes a cada método morfométrico aplicado, apoyados en herramientas SIG. Luego se identifican los principales alineamientos y se confecciona el mapa de superposición gráfica de los mismos; finalmente, con la aplicación de criterios de identificación se obtienen las estructuras, su caracterización y esquema tectónico. 2.3.3.2. Realización del análisis geomorfológico Para el análisis geomorfológico se considera la clasificación morfológica del relieve (Moreno et al., 2017), se obtienen las categorías de montañas, alturas y llanuras; así como las subcategorías asociadas a estas. Se resaltan, además, los criterios de identificación del fallamiento activo, tales como: encajamiento de valles fluviales, valores morfométricos marcadamente diferentes sobre igual litología a ambos lados de la falla, formación de escarpes rectilíneos con pendientes mayores de 30° en contacto con pendientes suaves, alineación y desplazamiento de la línea de costa actual, entre otros. 2.3.3.3 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de bloques morfotectónicos Se realiza la revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de bloques morfotectónicos a través del método de Haller et al. (1993), que plantea que las 45 �fallas pueden clasificarse por sus características como: simple falla, definida por una edad única de ruptura; con secciones, que puede o no ser de una edad o estilo estructural simple; segmentada, presenta segmentos estructurales con comportamiento sísmico propio o que actúan independientemente uno de otro. Como resultado se obtiene el fallamiento activo. La metodología especifica que las fallas segmentadas deben de contar con trincheras paleosísmicas en cada uno de sus segmentos, así como datos geomorfológicos y geológicos (escarpe morfológico, control estratigráfico sobre el tiempo de fallamiento y la estructura geológica puede tener control físico de la segmentación, etc). Si el dato por segmentos independientes no es convincente (definido solamente por datos geomorfológicos), se debe describir la falla como con secciones. Los criterios para la sección son menos rigurosos. Las secciones pueden ser definidas sobre la base del criterio de la edad relativa, por geometría de falla, la presencia y preservación del escarpe, una sola trinchera o desde otro dato geológico (estructura, etc,); si ninguno de esos datos existe, se debe caracterizar la falla como una simple estructura. Además, explica que el compilador esta forzado a seleccionar un desplazamiento y una edad incluso cuando no existen datos. En el caso de que se desconozca el desplazamiento se debe elegir el término desconocido. La aplicación de esta metodología permite identificar las fallas activas, pero existen insuficiencias a pesar de la modernización de la red sísmica cubana que ha mejorado la calidad de la determinación y precisión de los parámetros sismológicos de los terremotos (Diez et al., 2014), que dificultan la realización de 46 �estudios detallados, así como la determinación del potencial sismogénico de la tectónica activa expresada por morfometría. Sin embargo, los métodos morfométricos demuestran la existencia de zonas de levantamientos y descensos relativos, lo que indica que existen fallas activas que provocan el desplazamiento de bloques, pero no es posible determinar su sismicidad asociada. Asimismo, las manifestaciones de deslizamientos dependen del fallamiento activo, aunque existen deslizamientos no relacionados con fallas activas y catalizadas por intensas lluvias y la actividad antrópica. Como resultado final se obtiene el mapa morfotectónico y la caracterización de sus bloques, el fallamiento activo, las estructuras tectónicas, su caracterización y el esquema tectónico. 2.4. Evaluación sismológica La evaluación sismológica incluye varias tareas, tales como: ejecución de análisis de los catálogos del Servicio Sismológico Nacional, realización de análisis de la información macrosísmica existente, obtención de las máximas aceleraciones esperadas, aplicación del Criterio Magnitud-Distancia. A continuación, se describen cada una de ellas: 2.4.1 Ejecución de análisis de los catálogos del Servicio Sismológico Nacional (SSN) Se analizará el catálogo de terremotos y se considerarán los eventos con magnitud mayor o igual a 4,0 Richter; a partir de esta magnitud se aprecian las manifestaciones de deslizamientos (Keefer, 1984). Se obtendrán los niveles de actividad sísmica y epicentros reportados, las principales zonas 47 �sismogeneradoras que afectan la región o área de estudio, así como los criterios de fallamiento activo. 2.4.2 Realización de análisis de la información macrosísmica existente Se analiza la información macrosísmica y se valoran los reportes históricos de peligros geológicos inducidos por sismos, a través de la documentación histórica o entrevistas a residentes que puedan proveer información histórica sobre la ocurrencia de deslizamientos o licuefacción durante pasados terremotos y los daños causados por estos. Estas zonas constituyen áreas de peligro porque bajo condiciones similares puede volver a ocurrir el fenómeno (TC4, 1999). También se obtiene la cantidad de terremotos fuertes ocurridos en la región. 2.4.3 Obtención de las máximas aceleraciones esperadas Al usar los resultados precedentes de Chuy y Álvarez (1995) y la NC: 46-99 (Cuba. Oficina Nacional de Normalización, 1999), esta información permite ubicar el área de estudio en las zonas sísmicas de Cuba y obtener los valores de la aceleración horizontal máxima del terreno e intensidad sísmica. Según los criterios de Seed et al. (1985) (citado por TC4, 1999), los rangos de la intensidad (VII-IX) y los valores de la aceleración (0,10g – 0,40g) influyen en la ocurrencia de la licuefacción. 2.4.4 Aplicación del Criterio Magnitud-Distancia Este criterio establece que la proporción del fallo de los taludes disminuye proporcionalmente con el aumento de la distancia de la fuente sísmica (TC4, 1999). Como resultado se obtiene la máxima distancia epicentral de fallo destructivo de taludes (Clase 1) y la máxima distancia epicentral de fallo de 48 �taludes (Clase 2); esta relación entre la magnitud y la distancia epicentral de fallo de taludes (figura 13) fue necesaria ajustarla para las condiciones cubanas. Para la aplicación de este criterio se consideró un país húmedo (Clase 1 representado por la ecuación 4; y Clase 2, representado por la ecuación 5) y los terremotos históricos con peligros geológicos asociados. �ൌͲǡͲʹͲ͵݁ ଴ǡଽ଻଻ଵ௑ (4) �ൌͲǡ͵Ͳͷͳ݁ ଴ǡ଼ହଷଷ௑ (5) donde: �: máxima distancia epicentral; šǣ magnitud 2.5. Peligros inducidos por actividad sísmica Luego de obtener la caracterización geológica, antrópica, morfotectónica y la evaluación sismológica del territorio, se evalúan la licuefacción de suelos y los deslizamientos inducidos por sismos, como se describe a continuación: 2.5.1 Evaluación de la susceptibilidad a la licuefacción de suelos inducida por sismos Los principales efectos de la licuefacción de suelos son la pérdida de la capacidad de presión del suelo debajo de las fundaciones y la expansión lateral, (lateral spreading en inglés), que ocurren sobre superficies casi llanas sin continuidad lateral, en las orillas de los ríos (Pierre–Yves, 2005) en las llanuras con rellenos granulares de origen antrópico, deltaicas y terrazas fluviales, escarpes de riberas fluviales y lacustres y bordes de humedales; todos con pendientes de 0°-3° (Youd, 1977). 49 �Figura 13. Relación general entre la magnitud y la distancia epicentral de fallo de taludes. Fuente TC4, (1999). �Es un movimiento lateral traslacional de terrenos, sobre una zona basal de sedimentos y suelos de composición limosa, areno-limosa y arena suelta de grano fino, licuefaccionada; debido a la posición relativamente superficial del techo de la capa freática. En la corona de los taludes se forman grietas por la baja resistencia del suelo a los esfuerzos de tensión asociados a la onda sísmica. La falta de confinamiento lateral al borde de un talud puede inducir esfuerzos de tensión en el suelo y posterior deslizamiento hacia el borde de la cara libre. Si el suelo está saturado pierde su capacidad de soporte (Rauch, 1997; Rauch y Martin, 2000). 2.5.1.1 Criterio geológico-geomorfológico Se aplica el criterio geológico-geomorfológico en función de la información existente (mapas a escala 1:100 000). Se seleccionan las unidades geomorfológicas (tabla 3) y geológicas susceptibles (tabla 4); además, se incluye la edad de los mismos. Asimismo, se determinan las condiciones geomorfológicas específicas (tabla 5) para la ocurrencia de este peligro (TC4, 1999). Suelos susceptibles. Pueden determinarse por el criterio si/no se caracterizan los suelos a la licuefacción; así como formaciones jóvenes, depósitos palustres, marinos, biogénicos; sedimentos aluviales de edad Holoceno; estos suelos poseen alta susceptibilidad al proceso (Youd and Perkins, 1978; Galbán et al., 2012; Pierre-Yves Bard, 2005; TC4, 1999). En correspondencia con lo anterior, los depósitos aluviales en Cuba suroriental incluyen una potente secuencia de bloques, cantos rodados, gravas, arenas limosas (según la NC: 59-2000 (Cuba. Oficina Nacional de Normalización, 2000) se clasifica como SM) y arcillas derivadas de la erosión fluvial y regional. 50 �La tabla 7 muestra la clasificación de estos suelos en función de su granulometría (Peñalver et al., 2008) y su perfil de suelo según la NC: 46-99. Estos depósitos aluviales se distribuyen en cauces, valles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas y paleocauces; presentan un nivel freático alto (González de Vallejo et al., 2002). Las arenas finas y flojas y las arenas y limos mal graduados son susceptibles a este fenómeno, ya que poseen bajo grado de compactación; es decir, con valores N de ensayo de penetración estándar (Standard Penetration Test en inglés, SPT) inferiores a 10 golpes para profundidades menores de 10 metros y N menor de 20 golpes para profundidades mayores de 10 metros (González de Vallejo et al., 2002). También se consideraron la intensidad sísmica, aceleración horizontal (los sectores de estudio abarcan las zonas 2A con 0,15 g, 2B con 0,20 g y 3 con 0,30 g, según la NC 46:1999) y la topografía (no se consideran montañas, colinas, terrazas marinas, pues en estos lugares no ocurre o existe baja licuefacción) (TC4, 1999). La carencia de información justifica la aplicación del método mencionado, que pertenece al Nivel o Grado I de Zonación (TC4, 1999). A lo anterior se suma la poca información ingeniero-geológica para los sectores seleccionados de Cuba suroriental, la falta de información requerida sobre los mapas de suelos cuaternarios a escala 1:250 000 (IGP, 2008), la información a escalas pequeñas y la falta de datos (límite líquido, índice de plasticidad, profundidad del nivel freático) en las calas realizadas por diversas instituciones con diversos fines; lo cual impide realizar una evaluación a escala local de esta amenaza. 51 �Nombre del suelo y símbolo del grupo Arenas (S), Arena limosa (SM), Gravas (G) Limos (M) y Arcillas (C) Arcilla y Limo orgánico (O) Turba (PT) Clasificación de los suelos Suelos de granos gruesos Suelos de granos finos Suelos altamente orgánicos Tabla 7. Clasificación de los suelos y su granulometría. Fuente: Autora - limos finos 0,1 mm - 0,05 mm limo grueso 0,05 - 0,1 mm arcillas < 0,01 mm Arenas < 1,5 mm gravas 10 mm -1,0 mm Granulometría (mm) S4 S4 S4 Clasificación del perfil de suelos �Respecto a la licuefacción, es necesario esclarecer que este proceso depende de la respuesta de los suelos poco consolidados ante los sismos; sin embargo, no es directamente dependiente al fallamiento activo local; por lo tanto, este aspecto no fue valorado. 2.5.1.2 Criterio si/no se caracterizan los suelos a licuar Según Pierre–Yves (2005), son susceptibles a licuar: Cieno y arenas que presenten las siguientes características: x Grado de saturación al 100 % x Granulometría uniforme con tamaño del grano al 50 %, (D50), en el intervalo de 0,05 mm y 1,5 mm Arcillas que presenten las siguientes características: x Tamaño del grano al 15 %, (D15) mayor que 0,005 mm x Límite líquido menor que 35 % x Contenido de agua mayor que 0,90W l x Índice de plasticidad menor que 0,73 (W l- 20) No son susceptibles a licuar en ningún caso: a) Gravas con D10 mayor que 2 mm b) Arcillas que presenten las siguientes características: x Tamaño del grano al 70 %, (D70) menor que 74 ʋm x Índice de plasticidad mayor que 10 % Para la aplicación de este criterio se consultó la base de calas disponible (Méndez et al., 2003). Como resultado se obtienen los suelos susceptibles a la licuefacción. 52 �2.5.2 Evaluación de la susceptibilidad a los deslizamientos inducidos por sismos Para la evaluación de la susceptibilidad a los deslizamientos se emplea el método de la zonación pasiva, que permite clasificar la amenaza por deslizamientos en áreas tropicales con alta sismicidad. Incluye 5 factores (3 intrínsecos o de susceptibilidad) y 2 factores externos o de disparo. A continuación, se explica este método. 2.5.2.1 Método zonación pasiva La zonación pasiva se obtiene mediante la combinación de las variables condicionantes, ya que los deslizamientos ocurren cuando una ladera con determinadas litologías, cierto grado de humedad y pendientes específicas alcanza un grado de susceptibilidad. Esos elementos son los denominados elementos pasivos (Mora et al., 1992). En correspondencia con estos criterios se realizaron modificaciones, tal y como en la susceptibilidad litológica, en la cual se incluyen los aspectos ingeniero– geológicos y las características de los grupos litoestructurales (Nicholson y Hencher, 1997). Además, se sustituye la susceptibilidad por humedad de suelo por la densidad de la red hidrográfica, según los criterios de Aristizábal y Yokota (2006), Flores y Hernández (2012), Vargas (2002) y Castellanos (2008). Este factor determina la intensidad de la erosión; además expresa las características geoecológicas del territorio, que están controladas por la litología del sustrato, permeabilidad del suelo y capacidad de infiltración, cobertura vegetal y su tipo. Los rangos de pendientes fueron modificados (Roa y Kamp, 2008). En la figura 14 se muestran las variables condicionantes que conforman la zonación pasiva. 53 �Figura 14. Variables empleadas para la obtención del mapa de susceptibilidad a los deslizamientos a través de la zonación pasiva. Fuente: Autora. �Geomorfología. Se consideran las zonas rocosas o acantilados de fuertes pendientes según los criterios de la Agencia Suiza para la Cooperación y el Desarrollo/Apoyo Local para el Análisis y Manejo de los Riesgos Naturales (COSUDE/ALARN, 2006). Igualmente, la topografía y la forma del relieve, que constituyen un indicador que es necesario evaluar en los estudios de riesgo geológico (Galbán et al., 2012; Galbán, 2014). Los valores de las pendientes se generan a partir del MDT, para obtener la susceptibilidad geomorfológica. Geología y Geotecnia. Se valoran los afloramientos rocosos, fuertemente fracturados (COSUDE/ALARN, intemperizadas; presencia de 2006; Flores, estratificación, 2003); rocas carsificación, alteradas, agrietamiento, tectonismo y plegamientos (Pérez, 1976); información geológica (IGP, 2003; Colectivo de autores, 2013) y elementos litológicos (alternancia de estratos de diferente naturaleza). Además, se clasifican las rocas en rocas duras, duras a semiduras, friables incoherentes y blandas coherentes (Lomtadze, 1977 y Abramson, 1996). Hidrología. La red del drenaje, los efectos del agua en el terreno, los arrastres, la erosión de los materiales que integran el talud o la ladera, la circulación subsuperficial de agua, los cambios en el nivel de base en la escorrentía y las variaciones del nivel freático, entre otros elementos (González de Vallejo et al., 2002). Igualmente, la densidad de la red y los primeros órdenes de los ríos, que indican áreas de erosión. La tabla 8 muestra los tipos de rocas, sus propiedades físico–mecánicas, los grupos litoestructurales y su susceptibilidad. 54 �La Serpentinita Esquistos Pizarra Intercalaciones de estratos duros y blandos, rocas bandeadas o con intrusiones ígneas Areniscas Margas Calizas débiles Granito sano Gabro Basaltos Riolita Calizas Mármol Dolomitas Conglomerados Rocas Roca Anisotrópica Rocas debilitadas tectónicamente Roca débil granular Roca compuesta Roca fuerte discontinua Roca fuerte masiva Grupos litoestructurales Susceptibles a la meteorización del material y debilitamiento que conduce a la formación de láminas, caídas de granos, lavado de granos, colapso y caídas de bloques. Muy alta porosidad y pueden formar acuíferos Susceptibles a la formación de láminas que pueden colapsar, al lavado superficial y proceso de erosión. Zonas trituradas o cortadas y altamente fracturadas, susceptibles a colapso desmoronamiento, caídas de rocas y bloques. Susceptibles a varios modos de deterioro dependiendo del sistema de fractura. Las caídas de rocas y desmoronamiento de los taludes son dominantes con caídas de bloques. Susceptibles a la meteorización diferencial que conduce al colapso y caídas de bloques de rocas y de rocas asociadas. Resistentes a procesos de deterioro de roca y susceptibles a la meteorización, pueden conducir a caídas de bloques. Susceptibilidad del grupo litoestructural 9,806-460,912 10,591-225,553 196,133-245,166 7,845-196,133 3,432-193,191 - - 78,453-264,779 147,099-274,586 196,133-392,266 78,453-156,906 78,453-147,099 78,453-147,099 35,303-549,172 137,293 Resistencia a la compresión (MPa) 0,1-0,5 3 0,1-1 5-25 - - 0,5-1,5 0,1-0,2 0,1-2 4,6 5,0-20 0,3-2 0,2-4 - Porosidad (%) 5 000-6 500 3 500-5 000 1 400-4 200 1 800-3 200 - - Velocidad de propagación (Vp) de las ondas longitudinales (m/s) 4 500-6 000 4 500-6 500 4 500-6 500 2 500-6 000 3 500-6 000 2 500-5 000 Propiedades físico-mecánicas Tabla 8. Tipos de rocas, sus propiedades físico–mecánicas y grupos litoestructurales. Fuente: Autora 2,3 a 2,7 2,7 a 2,9 2,7 a 2,8 1,6 a 2,9 2,6 a 2,7 - - 2,5 a 2,8 2,8 a 3,1 2,7 a 2,8 2,45 a 2,6 1,5 a 2,8 2,6 a 2,8 2,2 a 2,9 2,0 a 2,7 Densidad (Tm/m3) �Es necesario resaltar la aplicación de métodos y técnicas experimentales (laboratorio y campo) en el área de investigación. Como parte de este proceso se crea el inventario de deslizamientos, a partir del reconocimiento geológico y compilaciones antecedentes (Villalón et al., 2012; Rosabal et al., 2009; Rosabal, 2012 y 2013) el mismo está relacionado con las intensas lluvias, debido a que no existe un inventario de deslizamientos por sismos para Cuba. Con el auxilio de herramienta SIG se digitalizan y confeccionan las bases de datos, se generan los mapas que dependen del MDT, se georeferencia la información y se realiza la generalización cartográfica de los mapas bajo análisis. En el análisis, cada variable condicionante es tratada individualmente en el SIG, mediante clasificaciones. A partir de lo anterior, se crean 4 clases para generar los mapas que expresan su aporte a la susceptibilidad, se realiza el procesamiento de los mapas temáticos a través de consultas al SIG (SQL Select en inglés) a las capas a analizar a través de la operación contiene o entre (contains o within en inglés), como resultado se obtiene una consulta (Query en inglés) que se salva (save as en inglés) y se le otorga un nombre, que corresponde a la capa que se intercepta, con lo cual se obtiene el mapa de susceptibilidad a los deslizamientos. Se consideraron los criterios de evaluación del peligro por derrumbe, teniendo en cuenta que existe similitud en el tipo de material, las pendientes y la gravedad como agente detonante (tabla 9). Como resultado se obtiene el mapa de susceptibilidad a los deslizamientos (tabla 10) con cuatro niveles de 55 �Tabla 9. Diferentes niveles de peligro por derrumbes y sus efectos. Fuente: COSUDE/ALARN, 2006 Nivel de peligro Efectos indicadores visibles Bajo Rocas duras pobremente fracturadas, cono coluvial sin indicios de actividad reciente y cubierto de vegetación Rocas con alteración moderada, facturación inicial, pero fracturas no muy abiertas o cerradas Rocas con fuerte alteración y profundidad de alteración Presencia de fracturas abiertas y diaclasadas Alto grado de intemperismo Escorrentía superficial o fuentes de agua Conos coluviales vivos, sin cobertura vegetal y bloques recientes Medio Alto Tabla 10. Propuesta de clasificación de la zonación pasiva. Fuente: Autora Clasificación Pendientes Alta Mayores de 45˚ y de 35˚-45˚ S*. litológica Alta Moderada 25˚ -35˚ Moderada Baja 15˚ -25˚ Baja Muy baja 0˚- 15˚ Baja Relieve Montañas con elevaciones de más 500 m y entre 200 y 500 m sobre nivel medio del mar Zonas elevadas entre 50 y 200 m de altura Zonas bajas, llanuras o elevaciones bajas de hasta 50 m de altura Zonas bajas Hidrología Resultados a esperar Muy densa y densa Caídas desprendimientos de rocas, desplomes, volcamientos, deslizamientos Moderadamente densa Deslizamientos Baja densidad Baja ocurrencia de deslizamientos Baja densidad No ocurren deslizamientos Nota: en la tabla 10. S*. litológica representa la susceptibilidad litológica �susceptibilidad. El mapa obtenido necesita ser validado, a través de la comprobación directa. 2.5.2.2 Comprobación directa En el terreno se realiza la comprobación directa del modelo de susceptibilidad alcanzado, lo cual permite verificar en el campo el comportamiento del modelo y prever deslizamientos futuros. Se emplean, además, los inventarios y resultados de investigaciones precedentes. Se obtiene la documentación de deslizamientos, lo cual contribuye a fortalecer el mapa de susceptibilidad a los deslizamientos. Al culminar este último paso de la metodología se obtiene la zonación de la susceptibilidad a la licuefacción de suelos y los deslizamientos inducidos por actividad sísmica; lo cual permitirá una mejor estimación de la peligrosidad a los deslizamientos y la licuefacción. Este resultado es una herramienta muy útil para la toma de decisiones, principalmente en la primera etapa de planificación de un proyecto constructivo. Las figuras 15, 15a y 15b muestran el diseño del flujograma para la evaluación de la susceptibilidad a los peligros objeto de estudio. 2.6 Conclusiones 1. La metodología que agrupa los métodos morfométricos, conjuntamente con la evaluación sismológica y la tectónica activa, permite la caracterización y cartografiado del fallamiento activo; la caracterización morfotectónica a escala detallada y aporta criterios válidos para la zonación de la susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica, así como la comprobación directa en el terreno de los deslizamientos. 56 �Figura 15. Flujograma general de la aplicación de métodos integrados para la evaluación de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica. Fuente: Autora. Figura 15a. Representación esquemática detallada del flujograma que muestra la aplicación de métodos integrados para la evaluación de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica. Fuente: Autora. Figura 15b. Representación esquemática del flujograma en detalle. Fuente: Autora. �CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS Y LICUEFACCIÓN DE SUELOS, INDUCIDOS POR ACTIVIDAD SÍSMICA, EN TRES SECTORES DE CUBA SURORIENTAL �CAPÍTULO 3. EVALUACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS INDUCIDOS POR Y LICUEFACCIÓN ACTIVIDAD DE SÍSMICA, SUELOS, EN TRES SECTORES DE CUBA SURORIENTAL 3.1 Introducción El objetivo principal de este capítulo es implementar el conjunto de métodos integrados, de modo que permitan evaluar la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica en tres sectores seleccionados de Cuba suroriental 3.2 Ubicación y caracterización general de los tres sectores de Cuba suroriental Los sectores elegidos para la implementación de la metodología son Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo. Estos sectores fueron escogidos bajo el criterio de que son áreas que poseen suficiente grado de estudio para verificar los resultados; ciudades o asentamientos humanos ubicados en zonas de alta peligrosidad sísmica y cercanos a la zona de falla activa más importante de la región. 57 �Sector Guamá. Ubicado en la costa sur del municipio de igual nombre en la provincia Santiago de Cuba. Se extiende desde los ríos Guamá, al este, hasta La Plata, al oeste, como límites naturales; al sur limita con las aguas del Mar Caribe. Posee un área aproximada de 593,76 Km 2. Se extiende por las coordenadas geográficas longitud oeste: 76.908ͼ a 76.408ͼ, latitud norte: 19.911ͼ a 20.028ͼ (figura 16). En el sur del sector se ubica la carretera que conecta las provincias de Santiago de Cuba y Granma, con varios asentamientos humanos, tales como: Uvero, Guamá Abajo, La Uvita, Las Cuevas y La Plata. Sector Santiago de Cuba. Se localiza en la costa sur del municipio Santiago de Cuba. Consta de dos bahías: Santiago de Cuba y Cabañas. Limita al norte con las elevaciones de sierra Boniato y Puerto Pelado y al sur con el Mar Caribe; se extiende desde las cercanías de Rancho Club, al oeste, hasta las inmediaciones de la localidad de La Estrella, al este (figura 17). Abarca un área de 612,12 km2 aproximadamente, con coordenadas geográficas longitud oeste: 75.971° a 75.684°, latitud norte: 19.941° a 20.121°. El asentamiento poblacional de mayor importancia es la ciudad de Santiago de Cuba, con más de medio millón de habitantes e infraestructura urbana compleja. Sector Guantánamo. Se sitúa en la costa sur de las provincias Santiago de Cuba y Guantánamo, desde el macizo montañoso de La Gran Piedra y las proximidades del río Duarte, al oeste, hasta Punta Mal Año, ubicada al este de la bahía de Guantánamo. Al sur limita con el Mar Caribe (Figura 18). Las coordenadas geográficas son longitud oeste: 75.607° a 75.032°, latitud norte: 19.875° a 20.294°. 58 �Figura 16. Ubicación geográfica del sector Guamá. �Figura 17. Ubicación geográfica del sector Santiago de Cuba. Figura 18. Ubicación geográfica del sector Guantánamo. �El sector Guantánamo abarca un área de 2 674,12 km2 aproximadamente. Los asentamientos poblacionales del sector son ciudad Guantánamo, Jamaica, El Salvador, Manuel Tames y Honduras. 3.3 Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica, en el sector Guamá En el sector Guamá se aplica el conjunto de métodos integrados para evaluar la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica. Se describen los pasos seguidos. 3.3.1 Caracterización geológica Desde el punto de vista geológico en el sector Guamá se encuentran formaciones que datan desde el Cretácico hasta el Holoceno. La breve caracterización geológica se realizó a partir del mapa geológico del IGP (2003) y del léxico estratigráfico de Colectivo de autores, (2013). Formación Palma Mocha (pmc): su litología diagnosticada son rocas terrígenoclásticas y vulcanógenas, en menor cantidad aparecen calizas; intercalaciones de argilitas, su edad es Cretácico Inferior (Aptiano)-Cretácico Superior (Turoniano). Formación Manacal (mc): compuesta por areniscas y aleurolitas polimícticas y tobácea, argilitas, calizas, gravelitas, tobas y conglomerados; de edad Cretácico Superior (Campaniano-Maestrichtiano Inferior). Grupo El Cobre (ec): está constituido por diferentes tipos de rocas vulcanógenas y vulcanógeno-sedimentarias en distintas correlaciones y combinaciones alternantes, muy variables, tanto en sentido vertical como lateral. Edad Paleoceno-Eoceno Medio parte baja (Colectivo de autores, 2013). 59 �Formación Río Macío (río): se caracteriza por poseer litologías como depósitos en valles aluviales de composición y granulometría heterogénea. De edad Cuaternario (Colectivo de autores, 2013). Formación Jaimanitas (js): su litología diagnosticada es calizas biodetríticas masivas, generalmente carsificadas, muy fosilíferas. Edad Pleistoceno Superior. Formación Jutía (jut): está constituida por sedimentos no consolidados, friables y fragmentarios, como aleurolita calcárea y órgano detrítico, arena margosa y arcillosa. Su edad es Holoceno (Colectivo de autores, 2013). En las tablas 11 y 12 se muestran los aspectos ingeniero-geológicos de las rocas y formaciones geológicas presentes en los sectores, así como las formaciones más susceptibles a los deslizamientos, teniendo en cuenta los criterios de Lomtadze (1977), Pérez (1976) y Colectivo de autores (2013). Los suelos aluviales son los susceptibles a la licuefacción. 3.3.2 Factores antrópicos El sector Guamá presenta condiciones de antropización que conducen a deslizamientos y a daños generados por estos. Estas condiciones son: x La construcción de la carretera Granma-Santiago de Cuba, principal vial de este sector, expuesta a laderas inclinadas, inestables y donde existen reportes históricos y actuales de deslizamientos, caídas y desprendimientos de rocas. x Los asentamientos poblaciones poseen una importante población dispersa en las zonas de montañas y serranías, cuyas acciones provocan cortes en las laderas, la deforestación y erosión de los suelos. 60 �Clasificación de las rocas Grabos, Gabrodioritas, Gabrodiabasas Gabroplagio-graniticas Granitos, Dioritas, Dioritas-cuarciferas, Dolerita, Diabasas, Cuarzo-pofiritas, Sienitas Tonalito-granodioritico Granodioritas Riolitas, Andesitas, Dacitas, Andesitas-dacitas, Basaltos, Porfiro-andesito-basalto, Porfiritas, Porfido-diortico, Cuarcitas, Andesito-basalto Formación Manacal Formación Yaguaneque Formación Güira de Jauco Formación Sierra del Purial Litología - - - Presencia de estratificación Muy intemperizadas, forman cortezas de 10 a 100 m. Los gabros forman corteza de intemperismo arcillosa de 10 a 15 m de potencia que puede ser mayor en zonas de fallas. El intemperismo arenoso se localiza en áreas de intrusiones granitoides. - - Presencia de intemperismo Basaltos, entre otras rocas duras y areniscas - - Alternancia o intercalaciones de rocas duras y débiles - Muy agrietados - - Agrietamiento, tectonismo y pleglamiento - - Carso Tabla 11. Rocas duras firmes de Cuba oriental y sus aspectos ingeniero-geológicos. Fuente: Autora Rocas duras firmes Moderado Baja Baja Baja Baja Baja Nivel de Susceptibilidad �Clasificación de las rocas - - - - Gran Tierra Micara Sierra Verde Ultrabasitas serpentinitas Río Maya - Intemperismo arcilloso y de agrietamiento - - Cortezas potentes - Presencia de Intemperismo - - - Estratificación muy fina Estratificación Presencia de estratificación - Pilón Santo Domingo Sabaneta Grupo El Cobre El Caney Sevilla Arriba Formación geológica Intercalaciones terrígenos de clastos Alternancia de tobas e intercalaciones de lavas y aglomerados Tobas vitroclásticas con intercalaciones de tufita Intercalaciones de rocas metavulcanógenas básicas con calizas - Alternancia o intercalaciones de rocas duras y débiles Calizas biodetríticas duras, que se interéstratifican con argilitas calcáreas y margas limosas - carso Muy afectadas por el tectonismo - - - - - - - - - Intenso agrietamiento - - - Agrietamiento, tectonismo y pleglamiento - Carso Alta Alta Moderada Moderada Moderada Alta Moderada Moderada Alta Muy Alta Nivel Susceptibilidad asignado Moderada Tabla 12. Rocas relativamente duras-semiduras de Cuba oriental y sus aspectos ingeniero-geológicos. Fuente: Autora Rocas relativamente duras-semiduras �Clasificación de las rocas La Cruz - Se encuentra bien estratificada Estratificación gradacional San Luis Sierra del Capiro - Presencia de estratificación Estratificación grosera Estratificación fina Estratificación fina y gruesa Finamente estratificada Estratificación de fina a media Chafarina Palma Mocha Maquey Puerto Boniato Charco Redondo Jaimanitas Yateras Formación geológica - Las margas se encuentran intemperizadas - Aleurolitas y margas con intercalaciones de aleurolitas y conglomerados Intercalaciones de arcillas Intercalaciones de argilitas Alternancia de areniscas, aleurolitas y arcillas calcáreas y margas Mármoles y dolomitas intercalaciones de metapedernales y esquístos calcáreos - - - Calizas y margas - En ocasiones con margas - Alternancia o intercalaciones de rocas duras y débiles - - Presencia de Intemperismo Arcilloso y de agrietamiento - Muy afectada por procesos tectónicos - - - - - - - - - - Agrietamiento, tectonismo y pleglamiento - - - - carso carso carso Carso Moderada Moderada Alta Moderada Moderada Alta Moderada Alta Muy Alta Muy Alta Nivel Susceptibilidad Tabla 12. Rocas relativamente duras-semiduras de Cuba oriental y sus aspectos ingeniero-geológicos (continuación). Fuente: Autora Rocas relativamente duras-semiduras �3.3.3 Caracterización morfotectónica Se realiza la caracterización morfotectónica del sector Guamá a partir de la aplicación de métodos y criterios que permiten definir las estructuras tectónicas, realizar el análisis geomorfológico y revaluar las estructuras tectónicas límites de bloques morfotectónicos. A continuación, se explican los pasos dados. 3.3.4 Definición de estructuras tectónicas Se aplican los métodos morfométricos, tales como red del drenaje y su jerarquización, densidad de la red hidrográfica, nivel base de erosión de segundo y tercer orden, pendiente y disección vertical. Red del drenaje. En el centro y este del sector se define como paralela y subparalela; mientras que, al oeste, en la zona del Pico Turquino, es radial (figura 19). Los cursos principales de los ríos se disponen paralelos entre sí con orientación NS, NW, NE; en zonas de igual litología se observan tramos rectos y alineados, así como cambios bruscos en el trazado de los cauces fluviales principales; lo cual indica el control tectónico del drenaje. Jerarquización de la red. En el último tramo de La Mula, situado al oeste, se encuentra el 5to orden (figura 20). Densidad de la red hidrográfica. La mayor densidad se obtuvo hacia el suroeste, que se corresponde con la zona del Pico Turquino; altos valores ubicados al centro y noreste del sector (figura 21). Nivel base de erosión de segundo orden. Se obtienen ocho cierres positivos máximos, localizados en el oeste y este. En el contorno de estos sectores el espaciamiento se comporta con un gradiente más elevado que en su interior, lo que indica la existencia de levantamientos con mayor velocidad. 61 �Figura 20. Jerarquización de la red del drenaje del sector Guamá. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. Figura 19. Trazado de la red fluvial del sector Guamá. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �2 Figura 21. Densidad de la red hidrográfica del sector Guamá, expresada en km/km . Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Próximo al litoral las isolíneas mantienen la misma trayectoria que la línea de costa y las inflexiones negativas conservan una ubicación perpendicular a esta, formando alineaciones, que pueden estar dadas por la existencia de estructuras tectónicas. Las direcciones de los morfoalineamientos son NW-SE y NE-SW (figura 22). Nivel base de erosión de tercer orden. Se obtienen siete cierres positivos máximos, ubicados al oeste y este. Se describe un comportamiento similar a las isobasitas anteriores. Las principales formas alineadas mantienen la orientación de las primeras, hacia el norte (figura 23). Pendiente. Muestran sectores de altos valores de 40Û-80Û, que indican condiciones favorables para el desarrollo de caídas y desprendimientos de rocas, en zonas de contacto brusco entre inclinaciones altas con las de bajo ángulo, que pueden ser indicadoras de corrientes fluviales. Al sur, próximo a la costa y coincidente con los ríos, los valores disminuyen y oscilan entre 0Û-7Û, lo cual indica ambientes propicios para la licuefacción (figura 24). Disección vertical. Los máximos valores se distribuyen al oeste (450-650 m/km2), centro (500-650 m/km2) y al noreste (400-550 m/km2) del sector (figura 25). Estos valores de disección vertical muestran inestabilidad en las laderas, un relieve diseccionado y condiciones propicias para el desarrollo de deslizamientos. Alineaciones tectónicas. Para su determinación se valoraron los criterios de identificación. A partir del mapa de superposición gráfica de los alineamientos se confeccionó el mapa de estructuras tectónicas, con el cual quedaron cartografiadas aquellas que sobre de la base a la suma de criterios resultan de importancia dentro del área de estudio. 62 �Figura 23. Nivel base de erosión (isobasitas) de tercer orden del sector Guamá. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. Figura 22. Nivel base de erosión (isobasitas) de segundo orden del sector Guamá. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 25. Mapa de disección vertical del sector Guamá. Escala 1:25 000. Fuente: Autora Figura 24. Mapa de pendientes del sector Guamá. Escala 1: 25 000. �Los trabajos precedentes describieron las fallas regionales del sector, tales como: Jibacoa (Alioshin et al., 1975), Turquino, Vega Grande (Pérez y García, 1997) y Bayamita (Kuzovkov et al., 1977; Pérez y García, 1997); declaradas con el empleo de métodos geofísicos, geológicos y geomorfológicos. En la presente investigación los criterios geomorfológicos permitieron identificar o confirmar la existencia de algunas estructuras (tabla 13 y figura 26). x Turquino. Se ubica en la parte occidental del sector con una dirección NNW. Delimitada por los tramos rectos del río Turquino, alineación de cursos de ríos y arroyos, alteración de valores morfométricos marcadamente diferentes sobre la misma litología, inflexión de las curvas de isobasitas de tercer orden. x Bayamita. De dirección NW-SE. Se determinó por inflexión de las isobasitas de segundo y tercer órdenes, alteración de los valores morfométricos, tramos rectos del río Bayamita, alineación de ríos y arroyos. x Guamá Abajo. Se localiza al este con una dirección NS. Fue identificada por inflexión de las isobasitas de segundo y tercer órdenes, tramos rectos del río Guamá, alteración de valores morfométricos, contactos bruscos lineales entre dos formaciones. x Palma Mocha. Se sitúa en la parte occidental del sector con una dirección NESW. Identificada por los tramos rectos de río Palma Mocha, alineación de arroyos, contactos bruscos lineales entre dos formaciones, inflexión de las curvas de isobasitas de segundo y tercer órdenes, alineación brusca de montañas. 63 �Xx* xx xx xx xx xx xx xx - xx xx xx Estructuras Guamà Vega Grande Jibacoa Palma Mocha El Naranjo Potrerillo La Mula Bruja Arriba Peladero La Plata Grande Alineación de cursos fluviales xx - xx xx - x x xx xx - xx xx Alineación brusca del relieve - xx xx x x xx - - - - - - xx secundaria - - x x - - - Mineralización epitermal Contacto brusco lineales entre dos materiales distintos xx - xx xx xx xx - xx - Anomalía gravimétrica - - x - - X* - gradiente - - x - - - Alineación del magnetomètrico valores Alteración de morfométricos xx xx - - x - - x - - - x x - - x - Cambios del nivel del campo radiométrico - - - - x x Nota: en la tabla 13, las xx* representan la descripción por la investigación y la x* simboliza la descripción por otros autores. Tramos rectos de ríos y arroyos Turquino Bayamita magnetomètrico Campo anómalo Criterios de identificación de fallamiento activo Encajamiento de valles fluviales Criterios de identificación de fallas - - - - xx - Valores morfométricos marcadamente diferentes sobre igual litología a ambos lados de la falla Tabla 13. Criterios de identificación de fallas y fallamiento activo en el sector Guamá. Fuente: Autora - - x - - - Actividad sísmica �3.4. Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica, en el sector Santiago de Cuba En el sector Santiago de Cuba, al igual que en el sector Guamá, se aplica un conjunto de métodos morfométricos, geomorfológicos y sismológicos para evaluar los peligros de deslizamientos y licuefacción inducidos por la actividad sísmica. 3.4.1 Caracterización geológica El sector Santiago de Cuba está compuesto por las formaciones geológicas que datan desde el Paleógeno hasta el Holoceno, donde se destacan el Grupo El Cobre y las formaciones Charco Redondo, Puerto Boniato, San Luis, Jaimanitas, La Cruz, Río Macío, Jutía y Río Maya. Algunas de estas formaciones ya fueron descritas en el sector Guamá. A continuación, se realiza un resumen de las formaciones presentes. Formación El Caney (ecy). Su litología diagnosticada es la alternancia de tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, calizas tobáceas, lapilitas e intercalaciones de lavas y aglomerados. Edad: Eoceno Medio (Colectivo de autores, 2013). Formación Charco Redondo (chr). Está compuesta por calizas compactas órgano-detríticas, fosilíferas. En la parte inferior del corte, son frecuentes las brechas. En esta parte predomina la estratificación gruesa y en la superior prevalece la estratificación fina. Edad: Eoceno Medio (Colectivo de autores, 2013). Formación Puerto Boniato (pb). Presenta una alternancia de calizas organodetríticas y margas, con intercalaciones de sílice negro-parduzco. Edad: Eoceno Medio (Colectivo de autores, 2013). 72 �Formación San Luis (sl). Está constituida por areniscas polimícticas, aleurolitas, margas, arcillas calizas arcillosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra bien estratificada. Se halla cortada por diques y cuerpos de basalto. Sus depósitos aparecen ligeramente plegados. Edad: Eoceno Medio parte alta-Eoceno Superior (Colectivo de autores, 2013). Formación La Cruz (lcz). Se subdivide en los miembros Quintero, Tejar y Santiago. Su litología diagnosticada es secuencia terrígeno-carbonática en la base y el techo, en su parte media carbonato-terrígena. Existen alternaciones de calizas biodetríticas, a veces limosas o arcillosas; calcarenitas de matriz margosa y subordinadamente margas, conglomerados, areniscas polimícticas y aleurolitas, formadas por vulcanitas. Edad: Mioceno Superior-Plioceno Superior. Miembro Santiago (stg). Está constituido por argilitas calcáreas, limoso-arenáceas plásticas con interestratificaciones de aleurolitas polimícticas areno-arcillosas y calcilutitas laminares. Edad: Plioceno Inferior (Colectivo de autores, 2013). Miembro Quintero (qt). Está compuesto por conglomerados polimícticos de vulcanitas y calizas. Edad: Mioceno Medio parte alta (Colectivo de autores, 2013). Miembro Tejar (tjr). Su litología diagnosticada es alternancia de calizas biodetríticas, calizas limosas y limoso-arcillosas, calcarenitas de matriz margosa, margas, aleurolitas y más subordinadamente arcillas conglomerados y areniscas polimícticas. Edad: Mioceno Superior- Plioceno parte baja. Formación Río Maya (rm). Está constituida por calizas biohérmicas algáceas y coralinas muy duras de matriz micrítica. Las calizas se encuentran frecuentemente dolomitizadas. El contenido de arcilla es variable. Edad: Plioceno Superior-Pleistoceno Inferior (Colectivo de autores, 2013). 73 �En las tablas 11 y 12 se muestran las formaciones geológicas y sus aspectos ingeniero-geológicos, así como las formaciones más susceptibles a los deslizamientos. Igualmente, los sedimentos aluviales son susceptibles a la licuefacción. 3.4.2 Factores antrópicos El relieve al este de la bahía de Santiago de Cuba ha sido modificado para la urbanización, lo cual influye en la detonación y formación de deslizamientos en la ciudad de Santiago de Cuba. x La proliferación de barrios y asentamientos insalubres, muchos de los cuales se construyen excavando o con cortes del terreno para realizar su construcción; así como senderos peatonales, sin estudios geotécnicos previos, obras de protección y ni drenajes adecuados (figura 34). x Alteración de las condiciones naturales del terreno, como la eliminación de la capa vegetal, y construcción de terrazas para ampliar sus propiedades, lo que impiden el normal flujo del agua (figura 35). x Localización de viviendas cerca del pie o cabeza de taludes, con pendientes muy altas o verticales (figura 36). x Sobrecarga de laderas y taludes de fuerte pendiente, con la conformación de basureros, muros de contención y edificaciones (figura 37). x Baja percepción del riesgo de las personas que invaden estos terrenos de manera ilegal (Rosabal et al., 2014a). Para minimizar los impactos de los deslizamientos y licuefacción inducidos por sismos en el sector Santiago de Cuba y Guamá se realizaron acciones en la comunidad, como talleres comunitarios (Figura 38 y 39) en las zonas de peligro 74 �Figura 34. Barrios y asentamientos insalubres, construidos en las laderas. Reparto Van Van, Consejo Popular Altamira, Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora. Figura 35. Alteración de las condiciones naturales. Foto tomada por la autora. Figura 36. Vivienda ubicada cerca del pie del talud en calle Varadero, Altamira. Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora. Figura 37. Sobrecarga a las laderas naturales (al fondo zona de basurero en la ladera). Foto tomada por la autora. Figura 38. Talleres comunitarios realizados en el sector Santiago de Cuba. Figura 39. Charlas en las zonas de peligro donde existen instalaciones estatales. �donde existen instalaciones estatales para elevar el conocimiento entre los adultos y los decisores. 3.4.3 Caracterización morfotectónica Para la caracterización morfotectónica del sector se emplean los métodos morfométricos, los criterios de identicación y se definen las estructuras tectónicas. Además, se realiza el análisis geomorfológico y se revalúan las estructuras tectónicas límites de bloques morfotectónicos. A continuación, se explican los pasos dados. 3.4.4 Definición de estructuras tectónicas Se aplican los métodos morfométricos en el sector de estudio, como se muestra a continuación: La red del drenaje. Se caracteriza por ser paralela y subparalela en casi todo el sector. Al norte es dendrítica y enrejada (figura 40). Los cursos principales de los ríos se disponen paralelos entre sí, con orientación NE-SW, NW. En zonas de igual litología se observan tramos rectos y alineados de los ríos, al sureste aparecen cambios bruscos de la dirección de los cauces fluviales de San Juan y Sardinero, lo cual indica el control tectónico del drenaje. Jerarquización de la red. Se identifica el séptimo orden como mayor índice de los ríos, lo que es característico del último tramo del río San Juan, ubicado al este de la bahía de Santiago de Cuba (figura 41). Densidad de la red hidrográfica. La mayor densidad se obtuvo al norte en la parte central del sector (figura 42), que se corresponde con la zona del río Bongo. La litología pertenece al Grupo El Cobre y formación El Caney. 75 �Figura 40. Trazado de la red fluvial del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. Figura 41. Jerarquización de la red del drenaje del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000.Fuente: Autora. �Figura 42. Densidad de la red hidrográfica del sector Santiago de 2 Cuba, expresada en km/km . Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Al noreste, por donde corre el río Santa Ana, la litología corresponde a las formaciones El Caney, Puerto Boniato y San Luis. Alrededor de la bahía de Santiago de Cuba y la costa se aprecian bajos valores de este parámetro. Nivel base de erosión (isobasitas) de segundo orden. Se observan cierres positivos máximos, distribuidos al oeste (150 a 400 m), centro (300 a 400 m) y este (400 a 750 m). En las zonas próximas a la costa y la ciudad de Santiago de Cuba las isolíneas poseen bajos valores (figura 43). Los principales morfoalineamientos tienen como dirección predominante NW-SE y NE-SW. Nivel base de erosión de (isobasitas) de tercer orden. Se observan ocho cierres positivos máximos, distribuidos en el oeste (450 m), noroeste (300 y 350 m), norte central (300 a 400 m) y noreste (350 a 700 m). Se observan otros cierres de bajos valores en los alrededores de la ciudad de Santiago de Cuba (figura 44). Las inflexiones negativas poseen dirección NW-SE, N y NE-SW, formando posibles estructuras (Rosabal et al., 2015a). Pendientes. Muestran sectores mayores de 40Û, ubicados al suroeste; al norte, en las zonas de escarpes, oscilan entre 30°-50Û; al noroeste con valores de este parámetro entre 25Û-45Û, al noreste y este entre 20°-50Û y de 0°-3Û en los alrededores de la bahía de Santiago de Cuba y Cabañas; este último intervalo muestra un ambiente favorable para la licuefacción, al igual que al sur, en las zonas coincidentes con las corrientes fluviales, los valores son bajos de 0Û- 7Û. Próximo a la costa, en las terrazas, oscilan entre 20Û-40Û (figura 45). Disección vertical. Los máximos valores de disección vertical se encuentran ubicados hacia el este de la ciudad de Santiago de Cuba con 300-500 m/km2 e indican media susceptibilidad a los deslizamientos (figura 46); 76 �Figura 43. Nivel base de erosión (isobasitas) de segundo orden del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. Figura 44. Nivel base de erosión (isobasitas) de tercer orden del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 45. Mapa de pendientes del sector Santiago de Cuba. Escala 1: 25 000. Fuente: Autora. Figura 46. Mapa de disección vertical del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �al suroeste sobre igual litología (Grupo El Cobre) con 350 m/km 2, al noroeste y norte sobre la formación El Caney con 250 m/km 2. Hacia estas direcciones existe mayor probabilidad de ocurrencia de los deslizamientos. En los alrededores de la bahía de Santiago de Cuba los valores son bajos, de 50 m/km2. Alineaciones tectónicas. A partir de la aplicación e interpretación de los métodos morfométricos se evidenciaron las principales alineaciones tectónicas del sector y con los criterios de identificación se determinaron las principales estructuras (tabla 18 y figura 47), muchas de las cuales han sido descritas en trabajos precedentes; entre ellas: Boniato (Taber, 1934; Pérez y García, 1997; Magaz et al., 1998), Mar Verde-El Cristo (Pérez y García, 1997), Sardinero y otras (Seisdedos et al., 1991; Arango, 1996; Pérez y García, 1997; Rosabal, 2001; García et al., 2002); caracterizadas por diferentes métodos. En la presente investigación, con la aplicación de métodos geomorfológicos, se detectan y confirman nueve estructuras, citadas a continuación: x Boniato. Se confirma por la localización de un escarpe con pendiente por encima de los 30°. x Puerto Pelado. Cambios bruscos de pendientes y alineación fluvial. Esta falla se ubica al norte del área y constituye límites de bloques morfotectónicos. x Costera. Esta falla es denominada con este nombre por la proximidad a la costa y los elementos geomorfológicos de igual nombre, conforma la línea costera con dirección este a oeste y presenta un escarpe costero, que levanta la topografía del relieve hasta los 40-60 m aproximadamente (Rosabal, 2001). Identificada, además, por la alineación costera y de pendientes. 77 �xx xx xx Contacto brusco lineales entre dos materiales distintos xx xx - - magnetomètrico Campo anómalo x x - x x - - Cambios del nivel del campo radiometrito xx x xx xx xx xx X* - - xx xx Nota: en la tabla 18 las xx* representan la descripción por la investigación y la x* simboliza la descripción por otros autores. xx - Xx* xx xx xx xx xx Estructuras Costera Mar Verde Santiago Universidad San Juan Sardinero Justicia Tramos rectos de los ríos y arroyos - Alineación costera - Alineación de cursos fluviales Boniato Puerto Pelado Formación de escarpes rectilíneos con pendientes mayores a 30° en contacto con pendientes suaves Criterios de identificación de fallamiento activo xx xx xx - - Escarpes de fallas Criterios de identificación de estructuras tectónicas del sector Santiago de Cuba Alineación brusca del relieve Tabla 18. Criterios de identificación de fallas y fallamiento activo en el sector Santiago de Cuba. Fuente: Autora xx - - Alineación y desplazamiento de la línea de costa actual �Figura 47. Mapa tectónico del sector Santiago de Cuba. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �x Mar Verde. Esta falla nace en la playa Rancho Club, se extiende desde la carretera de Mar Verde, Micro VII, hasta las inmediaciones del Cristo con dirección NE-SW; presenta un escarpe de falla bien definido donde se registran deslizamientos y derrumbes de rocas (Rosabal, 2001). x Santiago. Se extiende por el margen este de la bahía de Santiago de Cuba hasta las cercanías de la sierra de Puerto Boniato. Determinada por criterios morfométricos y fotogeológicos (Rosabal, 2001). Identificada por el contacto brusco lineal entre dos formaciones, ubicadas al oeste; escarpe de falla donde existen desprendimientos de rocas en el lado este de la bahía; alineación de la costa, visible en fotografías aéreas y mapas topográficos; alineación de cursos fluviales. Esta estructura presenta elementos geomorfológicos que sugieren fallamiento activo. x Universidad. Es nombrada en la investigación con ese nombre por su ubicación geográfica y su influencia sobre elementos construidos. Se encuentra muy próxima a la falla Santiago, con la misma dirección, y determinada por los métodos morfométricos y fotogeológicos (Rosabal, 2001). Se detecta también por tramos rectos de arroyos y alineación de pendientes. x San Juan. Se extiende con dirección NNE-SSW a través de los tramos rectos del río San Juan, determinada por alineación fluvial y otros criterios morfométricos (Rosabal, 2001). Se observa alineación de pendientes. x Sardinero. Tramos rectos del río Sardinero, alineación fluvial y de pendientes. x Justicí. Identificada por tramos rectos del arroyo Justicí y alineación de pendientes. 78 �En estudios precedentes las estructuras Boniato (Arango, 1996; Pérez y García, 1997; Magaz et al., 1998); Sardinero (Pérez y García, 1997), Mar Verde, (Arango, 1996; Pérez y García, 1997), Santiago (Arango, 1996), San Juan y Puerto Pelado fueron descritas como fallas activas mediante diversos criterios. 3.4.5 Realización del análisis geomorfológico En el sector Santiago de Cuba, se distinguen tres categorías básicas del relieve (Moreno et al., 2017): montañas, alturas y llanuras (figura 48). Esta última comprende los alrededores del río San Juan y de las bahías de Cabañas y Santiago de Cuba, que indican condiciones favorables para la licuefacción; al este de esta última aparecen las llanuras y terrazas fluviales acumulativas y erosivoacumulativas, medianas, onduladas y planas (Pórtela et al., 1989). La zona de montañas pequeñas a bajas (500-1000 m) está distribuida en todo el sector, como Pico Cobre (805.6 m), ubicado al oeste, y Loma el Bonete (578.3 m), al este. Montañas medias como la sierra de la Gran Piedra (1 225 m), ubicada al este. Las sierras de Puerto Pelado y Boniato desarrollan un relieve de tipo crestas y cuestas, elevaciones alargadas que poseen una ladera de pendiente suave y otra más abrupta (Rodríguez, 1991). Al norte se encuentran las montañas pequeñas en cadenas diseccionadas. Terrazas fluviales a lo largo de los valles de los ríos San Juan y Sardinero, donde predominan los procesos de erosión y acumulación. Próximo a la zona costera, al este, se desarrollan las terrazas marinas escalonadas, producto de la acción erosiva del mar; al bajar el nivel del mar o elevarse el continente, la plataforma de abrasión queda expuesta, dando origen a una nueva terraza marina; en las mismas predominan las formaciones cársicas. 79 �Figura 48. Modelo Digital del Terreno del sector Santiago de Cuba. Escala 1: 25 000. Fuente: Geocuba, 2006. �Se analizan las principales estructuras límites de bloques morfotectónicos (tabla 18). Se detecta un escarpe en las estructuras tectónicas Boniato, Costera, Mar Verde y Santiago. En estas dos últimas se registran desprendimientos de rocas, que se consideran como criterio de falla activa. Así como se determina la alineación de la línea costera actual en la estructura Costera. Las fallas Puerto Pelado y Boniato se confirman por la formación de un escarpe rectilíneo con pendientes mayores de 30° en contacto con pendientes suaves. Las fallas activas propuestas (Santiago, Universidad, Mar Verde y Boniato), por mediciones geodésicas de primer orden de la cuenca Santiago de Cuba, presentan evidencias geomorfológicas; aunque no constituyen un peligro significativo por su capacidad sismogénica, sino por servir de guías de ondas de la zona de falla Oriente y por producir movimientos diferenciales rápidos y lentos (Arango, 1996; García et al., 2002). 3.4.6 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de bloques morfotectónicos Al revaluar las estructuras tectónicas mediante el método de Haller et al. (1993), se detecta poca información relacionada con la geometría y el desplazamiento. Las fallas Boniato, Puerto Pelado, San Juan y Mar Verde se clasifican como simple falla (tabla 19). En cada bloque propuesto se determinó la dirección principal del agrietamiento mediante la medición de elementos de yacencia y los diagramas de rosetas (Rosabal, 2001). 80 �Sentido de movimiento Comentario Expresión geomorfológica Situación geológica Provincia País Fidelidad de localización Comentario Fecha de compilación Compilador y afiliación Autor Clasificación de la estructura Comentario Nombre de estructura Número de estructura Falla Boniato Puerto Pelado 56 referida como falla 06 (Magaz et al., 57 1998) Simple Falla Simple Falla Se localiza al sur de la meseta de Se localiza al sur de la Sierra Boniato, al norte de Santiago de Cuba de Puerto Pelado al noroeste de Santiago de Cuba Taber, 1934; Hernández et al., 1989 en Seisdedos et al., 1991; Magaz et al., 1998; Pérez y García, 1997 Arango, 1996; Rosabal, 2001 (28 /12 /1995) (- /- /2014) Hernández, J. Instituto de Geografía Rosabal S. CENAIS Tropical. CITMA Santiago de Cuba Santiago de Cuba Cuba Cuba Buena Buena Localización de la falla fundamentada en Localización de la falla basada el mapa a escala 1:250 000 (Colectivo de en el mapa a escala 1:25 000. autores, 1988). A partir del mapa de Actual investigación Alineamientos (Pérez, 1989). Mapa geomorfológico de la zona de suturas interplacas (Hernández, 1987; Hernández et al., 1991). Limita actualmente con la Formación Limita al oeste la Formación El Caney de la secuencia superior del grupo Caney del Grupo El Cobre El Cobre al noroeste de Santiago de Cuba Normal de ángulo abrupto Normal Magaz et al., 1998 Actual investigación Escarpe tectónico, alineación de Cambios bruscos de elementos del relieve. Constituye la zona pendientes y alineación fluvial. de articulación entre la meseta horstmonoclinal de Boniato y la depresión graben-monoclinal Santiago de Cuba. Su ubicación desde el oeste de Santiago de Cuba hasta las inmediaciones del Pueblo El Cristo Normal Pérez y García, 1997 Alineación del relieve Santiago de Cuba Cuba Buena Localización de la falla basada en el mapa a escala 1:50 000 (Pérez et al., 1994) Simple Falla Limita a la cuenca de Santiago de Cuba por el noroeste Pérez y García, 1997; Arango, 1996, Rosabal, 2001; (- /- /1994) Rosabal, S. CENAIS Falla Mar Verde 58 Parece limitar la distribución de la Formación La Cruz del Mioceno Superior, separa 2 bloques con diferente corte erosivo Normal Actual investigación Tramos rectos del río San Juan, alineación fluvial, alineación de pendientes Santiago de Cuba Cuba Buena Localización de la falla basada en el mapa a escala 1:75 000 ( Seisdedos et al., 1991) Simple Falla Se localiza al este de la ciudad de Santiago de Cuba, en la cercanía de Playa Aguadores Seisdedos et al., 1991; Arango, 1996; Rosabal, 2001. (- /- /) Rosabal, S. CENAIS Falla San Juan 59 Tabla 19. Resultados de la evaluación de las principales fallas por el método de Haller et al., 1993 en el sector Santiago de Cuba. Fuente: Autora �Tipo de línea Edad Escala del mapa Proyección Nombre de estructura Azimut Desplazamiento Orientación Longitud X; Y Falla Boniato desconocido desconocido NE-SW 11,29 km en el sector X:598600-609900; Y:159000-160300 1:25 000 Proyección cónica conforme de Lambert Cretácico Superior-Eoceno Medio En Magaz et al., 1998 sólida Puerto Pelado Falla Mar Verde Falla San Juan desconocido desconocido desconocido desconocido desconocido desconocido NE-SW NE-SW NNE-SSW 7,18 km en el sector 26,51 km en el sector 12,82 km en el sector X:590700-597700; X:593500-615200 X:606000-613400; Y:157000-158400 Y:163000-157700 Y:146900-156800 1:25 000 1:25 000 1:25 000 Proyección cónica conforme de Proyección cónica conforme de Proyección cónica conforme de Lambert Lambert Lambert. Eoceno Medio Eoceno Superior y activa desde esaMioceno Superior y activa a partir etapa de este. sólida sólida sólida Tabla 19. Resultados de la evaluación de las principales fallas por el método de Haller et al., 1993 en el sector Santiago de Cuba (continuación). Fuente: Autora �Bloques morfotectónicos del sector Santiago de Cuba El sector Santiago de Cuba queda compuesto por cuatro bloques morfotectónicos (figura 49). A continuación, se realiza una breve caracterización de cada uno de ellos (Rosabal et al., 2015a). Bloque Boniato. Se extiende de este a oeste por toda la parte norte del sector, limitado por las estructuras Boniato y Puerto Pelado. Afloran las calizas de la Formación Puerto Boniato, que dan lugar a un paisaje cársico. El relieve que se desarrolla es de crestas y cuestas. El máximo valor de amplitud es 585,7 m, ubicado en la parte sur central. Se encuentran las rocas del Grupo El Cobre y las formaciones Puerto Boniato y San Luis. Como resultado de la aplicación de los métodos morfométricos se obtienen movimientos relativos de ascenso y moderada susceptibilidad a deslizamientos. Las mediciones geodésicas reflejan ascenso de 2 a 3 mm por año en la región de El Cristo (Lilienberg et al., 1998). Existen condiciones favorables para los deslizamientos y desprendimientos de roca por las pendientes, condiciones ingeniero–geológicas del Grupo Cobre y por la estratificación fina de la formación Puerto Boniato. La dirección principal del agrietamiento es hacia el este-oeste (Rosabal, 2001). Bloque Cobre. Se extiende de este a oeste, limitado por las estructuras Boniato y Puerto Pelado al norte y por la falla Mar Verde al sur. Experimenta movimientos relativos ascendentes. Altos valores de disección vertical (350 m/km 2), isobasitas de 2do (400, 600 m) y 3er (550 m) órdenes. Relieve de montañas pequeñas en cadenas diseccionadas. 81 �Figura 49. Mapa morfotectónico del sector Santiago de Cuba a escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Alta susceptibilidad a los desprendimientos de rocas en la Autopista Nacional de Santiago de Cuba-Palma Soriano (Rosabal, 2012; 2013) y licuefacción de suelos en el tramo del río Cobre, ubicado entre la presa Paradas y la bahía de Santiago de Cuba (Rosabal, 2014). La dirección del agrietamiento es hacia el norte-sur, alcanzando valores aproximados de hasta 90° (Rosabal, 2001). Bloque Santiago. Se ubica al centro del sector. Limita al norte con la falla Mar Verde, de dirección SW-NE, y al este con la falla San Juan, de dirección NNESSW. Este bloque experimenta movimientos neotectónicos relativos de descenso, bajos valores de pendiente, disección vertical (50 m/km2), isobasitas de 2do (50 m) y 3er (50 m) órdenes (tabla 20). La dirección del agrietamiento es hacia el NESW (Rosabal, 2001). El relieve desarrollado es de llanuras; además, presenta suelos susceptibles a la licuefacción en los alrededores de las bahías de Santiago de Cuba y Cabañas y en las proximidades del río San Juan (Zapata, 1995; Rosabal, 2014). Existe alta susceptibilidad a los deslizamientos en los repartos Altamira y Van Van, desprendimientos de rocas al este de la bahía de Santiago de Cuba y en la antigua cantera de la fábrica de cemento José Mercerón (Rosabal, 2012; 2013; Rosabal et al., 2013, 2014). Bloque Siboney. Se ubica al este del sector y se encuentra limitado por la falla San Juan, de dirección NNE-SSW (Rosabal et al., 2015a), y límites morfométricos. Relieve característico de montañas medias a bajas, presencia de terrazas fluviales en los ríos San Juan y Sardinero. Terrazas marinas escalonadas en la parte sur del sector. Se distingue el movimiento relativo de ascenso, la mayor amplitud se encuentra al este, con 1 010,7 m. 82 �Red drenaje Paralela, subparalela y dendritica Paralela, subparalela y enrejada Paralela y subparalela Paralela, Subparalela Bloques Boniato Cobre Santiago Siboney 7mo orden 6to orden 5to orden 6to orden Orden Montañas bajas, Llanuras Montañas pequeñas Crestas Cuestas Relieve 50-800 50 50-600 300- 400 Isobasitas 2do orden (m) 50-700 50 350 300- 400 Isobasitas 3er orden (m) Probable ocurrencia próximo al río Sardinero Probable ocurrencia al noreste en el arroyo Santa Ana Posible ocurrencia en la costa y probable en las proximidades del río Cobre Probable ocurrencia en los alrededores de las bahías y próximo al río San Juan De 30°-50Û en la zona del escarpe. De 25°-45Û al noroeste Mayores de 40Û al suroeste De 0°-3Û próximo a las bahías de Santiago de Cuba y Cabañas. Cercano a la costa los valores son 20°-40Û. Oscilan entre y 20°-50Û, hacia la costa son de 20°40Û. Licuefacción Pendientes Deslizamientos, desprendimientos y caídas de rocas Deslizamientos y desprendimientos Desprendimientos de rocas Deslizamientos Tipos de deslizamientos Ascenso Descenso Ascenso Tendencia de movimientos relativos Ascenso Tabla 20. Características geomorfológicas de los bloques morfotectónicos del sector Santiago de Cuba. Fuente: Autora �Altos valores de disección vertical que indican alta influencia a deslizamientos (501-800 m/km2), isobasitas de 2do (400-800 m) y 3er (650-700 m) órdenes. Alta susceptibilidad a los deslizamientos, desprendimientos, caídas de rocas y licuefacción de suelos en las proximidades de los ríos San Juan y Sardinero (Rosabal, 2014); pueden aparecer las expansiones laterales en las terrazas fluviales. La dirección del agrietamiento es en dos direcciones, E-W y NE-SW (Rosabal, 2001). En resumen, el mapa obtenido muestra la existencia de movimientos neotectónicos en ascenso y descenso relativo. Los primeros son zonas muy inestables debido a los movimientos neotectónicos y las condiciones geológicas y geomorfológicas, que favorecen los deslizamientos. Sin embargo, en los bloques con descenso relativo predominan las mayores áreas de susceptibilidad a la licuefacción por los valores de las pendientes, relieve, condiciones geomorfológicas específicas y geológicas. 3.4.7 Evaluación sismológica El sector se ubica en una zona de alta actividad sísmica por su cercanía a la falla Oriente. Los últimos terremotos significativos sentidos fueron los sismos del 13 de octubre de 2003 y 20 de marzo de 2010 (Zapata y Chuy, 2011). La localidad de mayor perceptibilidad del primero fue la ciudad de Santiago de Cuba, con 5,5; el segundo fue de 6 grados MSK–EMS en playa Cazonal y Barrio Técnico. Del primer sismo en esta misma zona (ciudad de Santiago de Cuba) se reportaron intensidades (SSNC, 2017) cercanas a 6 y 6,5 grados, lo cual pudo deberse a las características propias de los suelos (Zapata y Chuy, 2011; Chuy et al., 2015a). 83 �Existen reportes de deslizamientos inducidos por sismos, como el terremoto de 1852 que produjo deslizamiento general de grandes rocas en la zona de la Sierra Maestra, cerca de la Gran Piedra; así como largas y anchas grietas en terrenos secos y húmedos (Chuy y Pino, 1982). En 1930, en Santiago de Cuba, un sismo con magnitud de 5,8 Richter causó grandes deslizamientos de en el puerto de Moya, en la formación de basalto columnar cerca de El Cobre, en Maffo, cerro de Las Cabras y El Corojo (Chuy y Pino, 1982). Relacionado con la licuefacción de suelos existe un solo reporte, asociado con el sismo de 1932, en la zona de La Alameda (figura 50) cercana a la bahía de Santiago de Cuba (Chuy, 1999). 3.4.8 Peligros inducidos por la actividad sísmica Al evaluar los factores condicionantes (tabla 10) se determinó: alta susceptibilidad a los deslizamientos; al norte, en forma de una franja que se extiende de oeste a este, el relieve es de montañas en cadenas, diseccionadas; limitadas por el escarpe de Boniato (tabla 21 y figura 51). Presencia de secuencias plegadas, espejos de fricción, desplazamientos de estratos y fallas. Litológicamente compuesta por rocas vulcanógenas y vulcanógenas sedimentarias del Grupo El Cobre. También este nivel de susceptibilidad existe al sureste, en las proximidades de los cauces de los ríos y en el asentamiento costero Aguadores. Moderada susceptibilidad a los deslizamientos al este de la bahía de Santiago de Cuba, donde aflora la formación la Cruz y en la que la acción antrópica ha jugado un papel importante al alterar el equilibrio natural de esta área; corroborada por el inventario de deslizamientos, que para este sector cuenta con el reporte de 14 84 �Figura 50. Probable ocurrencia de licuefacción de suelo, en la zona de la Alameda (Avenida Jesús Menéndez), causada por el terremoto del 3 de febrero de 1932. Fuente: Chuy, 1999. �0-15 25-35 > 35 Moderada Alta Pendiente (°). Baja Categoría 176-500 76-175 0-175 Disección vertical 2 (m/km ) Geomorfología > 500 50-200 0-50 Relieve (m) 2,5-5 5-7,5 7,5-16 5-7,5 7,5-16 2,5-5 5-7,5 Hidrología 2 (km/km ) Sinclinales, anticlinales, zona agrietada y agentes tectónicos Intemperismo Intemperismo Aspectos ingenierogeológicos Geología y Geotecnia Rocas relativamente duras–semiduras. Roca débil granular. Rocas relativamente duras–semiduras. Roca débil granular. Rocas relativamente duras-semiduras. Clasificación de las rocas Grupo El Cobre Formación La Cruz Formación Jaimanitas Formación La Cruz Formación La Cruz Litología Tabla 21. Caracterización de la susceptibilidad a deslizamientos en el sector Santiago de Cuba. Fuente: Autora Deslizamientos, desplomes de cavernas, caídas y desprendimientos de rocas Meteorización, caída de bloques, y deslizamientos No deslizamientos Resultados �Figura 51. Zonación de la susceptibilidad a deslizamientos en el sector Santiago de Cuba. Escala 1:100 000. Fuente: Autora. �eventos; de ellos: 12 deslizamientos (en la Formación La Cruz) y 2 desprendimientos (en la Formación La Cruz y el Miembro Santiago). Baja y muy baja susceptibilidad a los deslizamientos en la parte baja de la cuenca Santiago de Cuba, en las laderas, que no presentan ningún síntoma de que puedan ocurrir deslizamientos. Las principales zonas sismogeneradoras que afectan al sector son Oriente, con 8 Richter, y Baconao, con 7 Richter (tabla 22). Pueden ocurrir fallos destructivos de taludes a las distancias epicentrales de 19 km (Baconao), 50,4 km (Oriente 1) y fallos de taludes a 119,8 km (Baconao), 281,2 km (Oriente 1) con mayor incidencia de los terremotos ubicados en la zona sismogeneradora Oriente. Relacionado con la licuefacción, existe muy alta susceptibilidad a la licuefacción de suelos al oeste de la bahía de Santiago de Cuba, donde existen sedimentos aluviales y palustres, con nivel freático de 0-1 m (figura 52); asimismo, al norte de bahía de Cabañas, al SW y NE del sector, en las proximidades de los ríos Sardinero, San Juan y El Cobre (Rosabal, 2014), donde además es posible la manifestación de las expansiones laterales. Durante la comprobación directa realizada (Rosabal y Oliva, 2012; Rosabal, 2012, 2013; Rosabal et al., 2013, 2014) se corroboró la zonación propuesta de deslizamientos y se caracterizaron manifestaciones de caídas de rocas y desprendimientos en la Autopista Nacional Santiago–Palma Soriano, entre el km 10-12 (figura 53), y deslizamientos en la zona de Altamira, con gran incidencia del factor antrópico (figuras 54, 55 y 56). 85 �Figura 52. Mapa de susceptibilidad a la licuefacción de suelos del sector Santiago de Cuba. Escala 1:100 000. Fuente: Autora. �Ms (Richter) 7 8 Zonas Sismogeneradoras Baconao Oriente 1 50,4 Clase 1 (km) 19 281,2 Clase 2 (km) 119,8 Tabla 22. Máxima distancia epicentral de fallo destructivo de taludes (Clase 1) y máxima distancia epicentral de fallo de taludes (Clase 2). Fuente: Chuy et al., 1997; TC-4, 1999 �Figura 53. Desprendimiento de rocas en la autopista nacional en el tramo Santiago de Cuba-Palma Soriano. Foto tomada por la autora. Figura 54. Vivienda ubicada en el pie del talud con pared casi vertical entre calle 10 y calle 14. Consejo Popular Altamira. Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora. Figura 55. Desprendimiento del material del talud, por excavaciones o banqueos para la ampliación de las viviendas. Foto tomada por la autora Figura 56. Calle 12 de Altamira. Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora �En todo el margen este de la bahía de Santiago de Cuba existen desprendimientos de calizas de diferentes diámetros, (figuras 57 y 58) en un talud de 85°-90° aproximadamente (Rosabal et al., 2013, 2014). En la antigua cantera de la fábrica de cemento José Mercerón se observó erosión y desprendimientos de rocas en la base del talud. Deslizamientos en las proximidades del motel Bella Vista, a un 1 km sobre la carretera turística, en un talud con altura de 5 m y 45Û de inclinación aproximadamente. En calle 3ra de Van Van, esq. 2da, ocurrencia de un deslizamiento en mayo (Rosabal et al., 2014). Deslizamiento ubicado en calle 1ra, esq 2da, de Van Van; aparecen calizas agrietadas en la parte superior, el contacto con margas meteorizadas y presencia de descalce con desprendimientos de rocas (calizas). Deslizamiento en calle 11 entre Ave. Mármol y calle 7, talud ubicado en calle 11 con altura de 5-7 m, ángulo de inclinación de 70°-75Û, largo de 50-60 m aproximadamente. En la localidad de Aguadores se observaron caídas y desprendimiento de rocas, con indicios recientes (Rosabal et al., 2015) sobre la vegetación (figura 59), suelos, surcos, bloques individuales y coloración de la roca. En imágenes satelitales se muestran las caídas de rocas (figuras 60 y 61). 3.5. Evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos, inducidos por la actividad sísmica, en el sector Guantánamo En el sector Guantánamo, al igual que en los otros dos sectores de estudio, se evalúan los peligros inducidos por la actividad sísmica. 3.5.1 Caracterización geológica Desde el punto de vista geológico el sector Guantánamo está compuesto por formaciones geológicas del arco volcánico Albiense-Campaniense hasta el 86 �Figura 57. Desprendimiento de roca al este de la bahia de Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora Figura 58. Rocas desprendidas en la costa este de la bahia de Santiago de Cuba. Foto tomada por la autora �Figura 59. Proceso de la caída de un bloque de roca en las cercanías del asentamiento costero de Aguadores, sector Santiago de Cuba. Foto en sucesión cortesía de Ing. Ricardo Oliva Álvarez. Figura 60 y 61. Imágenes que muestran el proceso de la caída de roca. Tomadas de google earth, en diferentes fechas. Cortesía de Ing. Ricardo Oliva Álvarez. �Holoceno. Solo se describen de forma resumida las formaciones que no han sido descritas con anterioridad. Formación Santo Domingo (sd). Su litología diagnosticada es tobas y lavobrechas andesíticas, basálticas, dacíticas, tufitas, liparitodacíticas, argilitas, aleurolitas conglomerados vulcanomícticas, y calizas. lavas También aparecen pequeños cuerpos de pórfidos dioríticos, andesitas y diabasas. Edad: Cretácico Inferior (Aptiano)-Cretácico Superior (Turoniano) (Colectivo de autores, 2013). Formación Sabaneta (sn). Está compuesta por tobas vitroclásticas, litovitroclásticas, cristalovitroclásticas con intercalaciones de tufitas calcáreas, areniscas tobáceas, calizas, conglomerados tobáceos, aleurolitas, margas, gravelitas, conglomerados vulcanomícticos y ocasionalmente pequeños cuerpos de basaltos, andesitas, andesito-basaltos y andesito-dacitas. Edad: Paleoceno Inferior (Daniano parte alta)-Eoceno Medio (Colectivo de autores, 2013). Formación Gran Tierra (gt). Está constituida por calizas brechosas, conglomerados vulcanomícticos, brechas, margas, tobas, calizas órganodetríticas, areniscas vulcanomícticas de cemento calcáreo, aleurolitas y tufitas. Edad: Paleoceno Inferior (Daniano) (Colectivo de autores, 2013). Formación San Luis (sl). Su litología diagnosticada es areniscas polimícticas, aleurolitas, margas, arcillas calizas arcillosas, organodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Edad: Eoceno Medio parte alta-Eoceno Superior. Formación Camarones (cm). Está constituida por conglomerados polimícticos y areniscas polimícticas de grano grueso. Edad: Eoceno Superior. Formación Maquey (mq). Su litología diagnosticada es alternancia de areniscas, aleurolitas y arcillas calcáreas y margas, con intercalaciones de calizas 87 �biodetríticas, calizas arenáceas y calizas gravelíticas. Edad: Oligoceno InferiorMioceno Inferior parte baja (Colectivo de autores, 2013). Formación Yateras (yt). Constituida por alternancia de calizas biodetríticas y detríticas, y calizas biógenas. Edad: Oligoceno Inferior-Mioceno Inferior parte baja (Colectivo de autores, 2013). Formación Jamaica (jmc). Está compuesta por conglomerados polimícticos de matriz margosa, con clastos que corresponden a calizas, metavulcanitas, silicitas y ultramafitas. Edad: Plio-Pleistoceno (Colectivo de autores, 2013). En las tablas 11 y 12 se muestran los aspectos ingeniero-geológicos de las rocas y formaciones geológicas presentes en los sectores, así como las formaciones más susceptibles a los deslizamientos. Los sedimentos aluviales y los depósitos palustres susceptibles son los a licuefacción. 3.5.2 Factores antrópicos En el noreste del sector el relieve fue antropizado con el trazado y la construcción de la carretera, ya que se cortó la ladera; por consiguiente, se rompieron las condiciones de equilibrio existente, las condiciones del drenaje natural formada por los procesos denudativos de erosión. Bajo esas nuevas condiciones pueden incrementarse los movimientos gravitacionales e incluso reactivarse antiguos deslizamientos (Rosabal et al., 2009). 3.5.3 Caracterización morfotectónica Se realiza la caracterización morfotectónica del sector Guantánamo, con la aplicación de métodos morfométricos, análisis geomorfológico y revaluación de estructuras tectónicas límites de bloques morfotectónicos, tal como se muestra a continuación: 88 �3.5.4 Definición de estructuras tectónicas Se aplican los métodos morfométricos en el sector de estudio, como se muestra a continuación: La red del drenaje. Se caracteriza por ser paralela y subparalela en casi todo el sector. La orientación de los ríos es NS, NW-SE. El drenaje radial se localiza al NW en las colinas y al SW en la sierra de la Gran Piedra (figura 62). Jerarquización de la red. Se identifica el séptimo orden como mayor índice de los ríos del sector, que caracteriza el último tramo del río Guantánamo, ubicado al NW-SE (figura 63). Densidad de la red hidrográfica. Se obtienen altos valores de densidad en casi todo el sector, excepto en algunas áreas al oeste de la bahía de Guantánamo, donde la litología presente son sedimentos aluviales, palustres y Formación San Luis. Al norte, en forma de parches, donde aparecen las formaciones Maquey y San Luis; y al NW, donde aflora la Formación Charco Redondo (figura 64). Nivel base de erosión (isobasitas) de segundo orden. Se observan veinte cierres positivos máximos y zonas de inflexión de isobasitas con dirección NNE y NW-SE, que se asocian con posibles estructuras tectónicas (figura 65). Nivel base de erosión (isobasitas) de tercer orden. Se obtienen doce cierres positivos máximos e inflexiones negativas con dirección NW-SE y NNE por la presencia de fallas (figura 66). 89 �Figura 62. Trazado de la red fluvial del sector Guantánamo. Escala 1:25 000.Fuente: Autora. �Figura 63. Jerarquización de la red del drenaje del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 64. Densidad de la red hidrográfica del sector Guantánamo, expresada en km/km2. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 65. Nivel base de erosión (isobasitas) de segundo orden del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 66. Nivel base de erosión (isobasitas) de tercer orden del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Pendientes. Mayores de 40Û, se distribuyen al SW en la sierra de la Gran Piedra, la meseta de Santa María del Loreto, El Tibet y en sectores pequeños de las colinas montañosas. Los valores de este parámetro oscilan entre 30° y 60° al este, en el escarpe y las alturas. Hacia la costa, los cursos fluviales, la laguna de Baconao y la bahía Guantánamo fluctúan entre 0° y 10° (figura 67). Disección vertical. Los máximos valores se ubican al oeste del sector con 176-300 y 301-500 m/km2 (figura 68), lo cual indica actividad neotectónica de ascenso y susceptibilidad a los deslizamientos (Mora & Vahrson, 1993). Alineaciones tectónicas. Se describen las principales fallas detectadas por morfometría (figura 69). En estudios precedentes se caracterizaron algunas de ellas, tales como: Baconao (Nagy et al., 1976; Pérez y García, 1997; Magaz et al., 1998), Mal Paso, Guantánamo y La Yaya (Hernández et al., 1991); nombradas de esta forma en la actual investigación. A continuación, se exponen los criterios geomorfológicos que permitieron identificar y confirmar las estructuras del área (tabla 23). x Baconao. Se le asigna dirección NW-SE. Se observan algunos tramos rectos del río Baconao, alineación de arroyos con dirección NE y SW; hacia esta última zona se encuentra la mayor cantidad de afluentes. Contacto brusco lineal entre dos formaciones (depósitos aluviales y la Formación Puerto Boniato), alteración de valores morfométricos. Presencia de un escarpe y alineación en costa. El río Baconao posee control tectónico en algunos tramos (fallas de plumillas). x Maquey. Dirección N-S. Se observan pendientes mayores de 30Û en contacto con las de bajos valores. Alineación brusca de norte a sur del relieve. 90 �Figura 67. Mapa de pendientes del sector Guantánamo. Escala 1: 25 000. Fuente: Autora. �Figura 68. Mapa de disección vertical del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Figura 69. Mapa tectónico del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �xx Mal Paso X* xx x xx xx x x del campo xx xx x Criterios de identificación de fallamiento activo Nota: en la tabla 23 las XX* establecen la descripción propia de la investigación y la X* significa la descripción por otros autores. xx La Yaya xx La Güira xx xx xx La Higuereta Jaibo xx Xx* Baconao Maquey Criterios de identificación de fallas nivel Tabla 23. Criterios de identificación de fallas y fallamiento activo en el sector Guantánamo Estructuras Tramos rectos de ríos y arroyos Anomalías gravimétricas Alineación de cursos fluviales Contacto brusco líneales entre dos materiales distintos Alteración de valores morfométricos Campo magnetométrico anómalo Cambios del radiométrico Alineación brusca del relieve Formación de escarpes rectilíneos con pendientes mayores a 30° en contacto con zonas de pendientes suaves Actividad sísmica �x La Higuereta. Alineación de pendientes. Dirección NE-SW. Contacto brusco lineal entre dos formaciones (San Luis y Camarones). x Jaibo. Tramos rectos del río Jaibo. Dirección N-S. x Guantánamo. Inflexión de las isobasitas de segundo y tercer órdenes. Se recomienda emplear otros métodos que validen su existencia; esta estructura atraviesa la ciudad de Guantánamo y fue cartografiada en trabajos anteriores (Hernández et al., 1991). Dirección NW-SE. x La Yaya. Formación de un escarpe rectilíneo, con pendientes mayores de 30° en contacto con las de bajos grados. Inflexión de isobasitas de tercer orden. Fue cartografiada en investigaciones precedentes (Hernández et al., 1991). Dirección NW-SE. Se ubica muy próxima al embalse La Yaya, del cual toma su nombre. Se recomienda emplear otros métodos que validen su existencia. x Mal Paso. Se ubica al norte con dirección este oeste. Se manifiesta a través de los criterios alineación del relieve, ríos y arroyos que corren en dirección N-S; fue cartografiada en trabajos preliminares (Hernández et al., 1991). Diversos investigadores definieron la estructura Baconao como activa (Cotilla et al., 1996; Pérez y García, 1997), con segmentos (Cotilla et al., 2007; Arango 2014) y secciones (Magaz et al., 1998); zona sismogénica (Chuy et al., 1997) asociada a terremotos (Cotilla & Córdobas, 2010) históricos (5 de marzo de 1927 con I=6 MSK) y perceptibles (Chuy, 1999), con I=4 MSK (23.10.1984, 01.09.1985, 07.01.1986 y 07.07.1987); existencia de deformaciones en casi toda su extensión, observadas por técnicas de alta precisión (Arango, 2014); además, descrita como falla normal (Nagy et al., 1976; Iturralde–Vinent, 1998). 91 �3.5.5 Realización del análisis geomorfológico Según los criterios de Moreno et al. (2017), están presentes tres categorías básicas del relieve: montañas, alturas y llanuras. Esta última incluye los alrededores de la laguna de Baconao, las cercanías del litoral, los cursos fluviales y el valle de Guantánamo. Las montañas bajas a medias se sitúan al SW y las máximas elevaciones presentes son La Gran Piedra y Pico Mogote (1 000 m), un relieve de montañas pequeñas con más de 600 m representado por Santa María del Loreto, al oeste, en la localidad de Las Yaguas. Zona de montañas pequeñas a bajas (colinas montañosas) con altitudes entre 500 y 1000 m, ubicada al SW y NW, en forma de una franja estrecha próxima al Tibet y el Ramón. Al este un escarpe alineado de norte a sur, con pendientes mayores de 40Û en contacto con las de bajos ángulos (0°-10Û); al sur, cercano a la bahía de Guantánamo, este tipo de relieve separa las formaciones San Luis y Maquey. Las alturas grandes como La Plata, Los Malones y Las Guasitas, con 300 m de altitud, se localizan al SE (figura 70). El análisis geomorfológico realizado a las estructuras Maquey y La Yaya muestra evidencias de fallamiento activo (tabla 23). La falla Baconao presenta un escarpe de falla, reflejado en el análisis del relieve; así como los otros elementos descritos con anterioridad. Esta falla se ubica dentro de la zona sismogeneradora de igual nombre y tiene un ancho irregular de 10 km (Cotilla, 1993; Cotilla y Álvarez, 1998), según este criterio y la precisión de los datos sismológicos es posible que terremotos de baja energía se ubiquen dentro de esta franja. En la tabla 24 se presentan fallas activas y/o zonas sismogeneradoras de los sectores de estudio. 92 �Figura 70. Modelo Digital del Terreno del sector Guantánamo. Escala 1: 25 000. �German- Zonas FA FA FA - - Arango,1996 FA* Magaz et al., 1998 - SF* FSc* Chuy et al., 1997 ZS - ZS* FA FA FA FA - FA FA Pérez y García, 1997 - FSeg* - FSeg SF SF F SF F F F F F F SF SF SF CFA F* SF SF F SF CFA-FSc* Nota: en la tabla 24 se representa con FA*: Falla Activa; F*: Falla; ZS*: Zona Sismogeneradora; CFA*: Criterios de Falla Activa; SF*: Simple Falla; FSc*: Falla con Secciones; FSeg*: Falla Segmentada Boniato Alineamiento Manati-San Baconao/ Baconao Jibacoa Turquino Vega Grande Bayamita/Bayamo Guamà Abajo La Fortuna El muerto Uvero Babujal Peladero Mar Verde San Juan Puerto Pelado Santiago Universidad Maquey La Yaya Mal Paso y/o al., et Babaev 1989 al., et Cotilla 2007 Fallas Activas Sismogeneradoras Arango 2014 Investigaciones precedentes realizadas para los tres sectores de estudio Tabla 24. Resumen de las fallas activas y/o zonas sismogeneradoras propuestas por investigaciones precedentes para los tres sectores de estudio. Fuente: Autora Resultados de la actual investigación �3.5.6 Revaluación de estructuras tectónicas regionales o límites de bloques morfotectónicos Al aplicar el método de Haller et al. (1993), se detecta que no existen trincheras paleosísmicas sobre cada uno de los segmentos o sobre una parte de ellos, control estratigráfico del tiempo de fallamiento, sentido y magnitud del movimiento; por lo que los segmentos propuestos (Cotilla et al., 2007 y Arango 2014) aquí son considerados como secciones y se confirman los criterios de Magaz et al. (1998) (tabla 25). Las fallas La Yaya y Maquey se clasifican como simple falla por insuficiente información (Rosabal et al., 2016b). A partir del análisis realizado por Pérez et al. (1994) del agrietamiento fotointerpretado en la Sierra Maestra se toman las direcciones principales de las grietas de cada bloque morfotectónico. Bloques morfotectónicos del sector Guantánamo Para el sector Guantánamo se establecen tres bloques morfotectónicos: Siboney, Guantánamo y Maquey (figura 71). A continuación, se realiza una breve caracterización de cada uno de ellos. Bloque Siboney. Se ubica al oeste del sector en la sierra de la Gran Piedra, limitado por la falla Baconao, con dirección NW-SE. El relieve característico es de montañas bajas a medias. Posee altos valores de pendientes, disección vertical, isobasitas de segundo y tercer órdenes (tabla 26). Refleja los mayores movimientos neotectónicos de ascenso (Rosabal et al., 2016b). Predominan rocas del arco volcánico del Paleógeno (Grupo El Cobre), dioritas cuarcíferas, gabros y basaltos. La dirección del agrietamiento es en dos direcciones: E-W y NE-SW. 93 �Figura 71. Mapa morfotectónico del sector Guantánamo. Escala 1:25 000. Fuente: Autora. �Azimut Desplazamiento Orientación Longitud: X: Y: Escala del mapa Proyección Edad Tipo de línea Sentido de movimiento Comentario Expresión geomorfológica Situación geológica Provincia País Fidelidad de localización Comentario Fecha de compilación Compilador y afiliación Autor Nombre de la estructura o Nombre de la sección Número de la estructura o Número de sección Clasificación Comentario desconocido desconocido dirección NO-SE 37,39 km en el sector X: 647500-621400 Y: 138900-164000 1:25 000 Proyección cónica conforme de Lambert Eoceno Medio sólida 54 53a y referida como falla 07 (Magaz et al., 1998) Falla con secciones Ubicación a lo largo del río Baconao hasta cerca de El Cristo Nagy et al., 1976; Pérez, 1989; Pérez y García, 1997 (10/ 31/1995) Hernández, J.R; Instituto de Geografía Tropical. CITMA. (Magaz et al., 1998) Santiago de Cuba Cuba Buena Localización basada en el mapa a escala 1:50 000 (Pérez et al., 1994); Mapa de alineamientos, a escala 1: 2000 000 (Pérez, 1989) y expresión en fotos aéreas e imágenes espaciales. Separa las rocas carbonatadas de la Formación Puerto Boniato de las formaciones San Luís y Camarones Normal Pérez y García, 1997 Gran escalón en el relieve y alineación del río Normal Actual investigación Alineación brusca del relieve de norte a sur. Contacto de pendientes •30Û con las de bajos ángulos desconocido desconocido dirección N-S 28,60 km en el sector X: 683400-683000 Y:150600-177400 1:25 000 Proyección cónica conforme de Lambert Mioceno Inferior sólida Al sur de la bahía de Guantánamo separa la formación San Luis de Maquey Santiago de Cuba Cuba Buena Localización de la falla basada en el mapa, a escala 1:25 000 (Hernández et al., 1991). (-/-/2014) Rosabal, S; CENAIS Simple Falla Ubicación de norte a sur al este de la bahía de Guantánamo Hernández et al., 1991 Maquey Baconao formaciones San Luis y desconocido desconocido dirección NO-SE 8,70 km en el sector X: 645100-653000 Y: 164000-161100 1:25 000 Proyección cónica conforme de Lambert Eoceno Superior sólida Normal Actual investigación Escarpe rectilíneo con pendientes • 30° en contacto con las de bajos grados Separa las Camarones Santiago de Cuba Cuba Buena Localización de la falla basada en el mapa, a escala 1:25 000 (Hernández et al., 1991). (-/-/2014) Rosabal, S; CENAIS Hernández et al., 1991 Simple Falla Se sitúa al sur del embalse La Yaya 55 La Yaya Tabla 25. Resultados de la evaluación de las principales fallas por el método de Haller et al., 1993 en el sector Guantánamo. Fuente: Autora �Paralela, Subparalela y muy densa Radial en las colinas. Paralelo y subparalelo Paralelo y subparalelo Guantánamo Maquey Red drenaje Siboney (parte oriental) Bloques 4to orden 7mo orden 6to orden Orden Alturas Llanuras, alturas y colinas montañosas Montañas bajas Relieve 150- 650 200-450 Isobasitas 2do orden (m) 100- 950 - 150- 250 Isobasitas 3er orden (m) 100 ‫ ޓ‬40Û De 2Û a ‫ޓ‬40Û de forma muy puntual ‫ ޓ‬40Û Pendientes Probable ocurrencia en tramos y desembocadura del río Baconao y en los alrededores de la laguna homónima Probable ocurrencia en los ríos Guaso, Jaibo y Guantánamo, así como en los alrededores de la bahía Probable ocurrencia en un tramo del río Yateras Licuefacción Deslizamientos rotacional Caídas de rocas y desprendimientos Deslizamientos Tipo de deslizamientos Tabla 26. Características geomorfológicas de los bloques morfotectónicos del sector Guantánamo. Fuente: Autora Ascenso Descenso Tendencia de movimientos relativos Ascenso �Este bloque tiene condiciones geológicas, geomorfológicas para el desarrollo de deslizamientos (Rosabal, 2013). Las rocas se encuentran muy intemperizadas y agrietadas, en estas zonas pueden ocurrir deslizamientos. Los sedimentos aluviales de edad Holoceno, ubicados en tramos y desembocadura del río Baconao y en los alrededores de la laguna homónima, tienen susceptibilidad a la licuefacción de suelos (Rosabal, 2014). Las arenas no superan el máximo valor del rango para este fenómeno (1,5 mm) (Peñalver et al., 2008); además, existen altos valores de aceleración horizontal, que favorecen la licuefacción (TC4, 1999). Bloque Guantánamo. Se ubica al centro del sector, limitado por las fallas Baconao al oeste, Maquey al este, Mal Paso y límites morfométricos al norte. Se caracteriza por movimientos neotectónicos relativos de descenso en comparación con el resto del área de estudio (Rosabal et al., 2016b). Este bloque está constituido por las formaciones geológicas Camarones, Charco Redondo, Puerto Boniato, San Luis, Río Maya, Jaimanitas, depósitos aluviales y palustres. Su relieve es de llanuras, pero al oeste se observan montañas pequeñas representadas por Santa María del Loreto y las colinas montañosas. Por los valores de las pendientes en estas zonas puntuales pueden surgir caídas de rocas y desprendimientos (Rosabal, 2013). Los sedimentos aluviales de edad Holoceno en los ríos Guaso, Jaibo y Guantánamo, así como en los alrededores de la bahía, son suelos susceptibles a licuar (Rosabal, 2014). Bloque Maquey. Se localiza al este del sector y se extiende de norte a sur, limitado por la estructura Maquey, donde aflora la formación geológica de igual nombre. Posee movimientos neotectónicos de ascenso (Rosabal et al., 2016b). El 94 �relieve característico es de alturas y exhibe altos valores de pendientes y disección vertical. Presenta alta susceptibilidad a los deslizamientos rotacionales (Rosabal et al., 2009); además, existen condiciones geológicas y geomorfológicas que hacen que estos tipos de deslizamientos no sean raros. Hacia la parte norte, sobre un tramo del río Yateras, por la presencia de suelos aluviales de edad Holoceno, existe alta susceptibilidad a la licuefacción (Rosabal, 2014). Pueden aparecer, también, deslizamientos, caídas y desprendimientos de rocas; fallo destructivo de taludes y fallo de estos últimos. En resumen, los diferentes modelos morfotectónicos obtenidos (figuras 28, 49 y 71) pueden ser empleados como material de consulta para nuevas inversiones, por Planificación Física, el Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas (Cenais), el Instituto de Vialidad, la Defensa Civil, que intervienen en el ordenamiento territorial. 3.5.7 Evaluación sismológica Se reportan sismos históricos y perceptibles; de ellos, una cantidad significativa con intensidades de 4-5 MSK y otros con epicentro en Oriente (Chuy, 1999). Igualmente, terremotos con hipocentro en Holguín y Santiago de Cuba fueron perceptibles en este territorio. De los terremotos sentidos se destaca el del 20 de marzo de 2010, las localidades de mayor perceptibilidad dentro del sector fueron Guantánamo y Caimanera, con 5 y 6 grados MSK–EMS respectivamente (Zapata y Chuy, 2011). Los valores de aceleración horizontal efectiva e intensidad sísmica son mayores que en el resto del país. 95 �3.5.8 Peligros inducidos por la actividad sísmica Alta susceptibilidad a los deslizamientos rotacionales (Escobar et al., 2006 y Rosabal et al., 2009) en la sierra de Maquey (tabla 27 y figura 72), corroborada por los inventarios, que reportan 4 deslizamientos rotacionales en la formación Maquey; al W-NW en Santa María de Loreto (Rosabal, 2012, 2013), así como al SW, donde predomina la Formación Río Maya (Colectivo de autores, 2013) con calizas biohérmicas muy duras. Al norte y centro del sector, en las colinas montañosas, pueden producirse caídas y desprendimientos de rocas en las formaciones Puerto Boniato y Charco Redondo. Hacia el SW el relieve característico es de montañas, los valores de pendiente sobrepasan los 35Û (Rosabal, 2012, 2013), se encuentran rocas ígneas (dioritas cuarcíferas, gabros, gabro-dioritas) y pueden ocurrir deslizamientos. Moderada susceptibilidad a los deslizamientos al norte del sector por la presencia de margas intemperizadas de la formación San Luis. Baja y muy baja susceptibilidad a los deslizamientos en los alrededores de la bahía de Guantánamo, donde no existen indicios de que puedan ocurrir deslizamientos. El Criterio Magnitud-Distancia (TC4, 1999) para el sector Guantánamo muestra las principales zonas sismogeneradoras (tabla 28): Oriente, con magnitud 8 Richter; Baconao y Sabana, con 7; Purial, con 6,5; todas afectan al sector (Chuy et al., 1997). Pueden ocurrir fallos destructivos de taludes a las distancias epicentrales de 19 km (Baconao y Sabana 1), 50,4 km (Oriente 1) y 11,6 km (Purial); y fallo de taludes a 119,8 km (Baconao y Sabana 1), 281,2 km (Oriente 1) 96 �76-175 > 35 > 35 76-175 25-35 Alta 76-175 > 25 Alta 176-300 76-175 15-25 Moderada 0-75 Disección vertical 2 (m/km ) 0-7 Pendiente (°). Geomorfología Baja y muy baja Categoría > 500 50-200 200-500 50-200 200-500 Zonas bajas Relieve (m) 2-5,5 2-5,5 5-7,5 5-7,5 5-7,5 0-5 Hidrología 2 (km/km ) Rocas muy intemperizadas y agrietadas Rocas carsificadas Estratificación fina, alternancia de margas con calizas y alternancia de areniscas y margas Rocas carsificadas, estratificación y diente de perro Margas intemperizadas - Aspectos ingenierogeológicos Rocas masivas duras y fuertes rocas Rocas relativamente duras a semiduras y rocas kársticas Rocas relativamente duras a semiduras y rocas kársticas Rocas relativamente duras a semiduras y roca compuesta Rocas relativamente duras a semiduras y roca compuesta Rocas friables incoherentes Clasificación de las rocas Geología y Geotecnia Dioritas Cuarcíferas, Gabros, Gabro-dioritas Formación. Maya Río Formaciones Charco Redondo Y Camarones Formación Maquey Sedimentos aluviales y palustres Formación San Luis Litología Tabla 27. Caracterización de la susceptibilidad a deslizamientos en el sector Guantánamo. Fuente: Autora - Deslizamientos, caídas y desprendimientos, colapso, hundimiento y desplomes de cavernas Deslizamientos No deslizamientos Resultados �Figura 72. Zonación de la susceptibilidad a deslizamientos en el sector Guantánamo. Escala 1:100 000. Fuente: Autora. �Ms (Richter) 7 7 6,5 8 Zonas Sismogeneradoras Baconao Sabana Purial Oriente 1 50,4 19 19 11,6 Clase 1 (km) 281,2 78,2 119,8 119,8 Clase 2 (km) Tabla 28. Máxima distancia epicentral de fallo destructivo de taludes (Clase 1) y máxima distancia epicentral de fallo de taludes (Clase 2). Fuente: Chuy et al., 1997; TC-4, 1999 �y 78,2 km (Purial), con mayor incidencia de los terremotos ubicados en la zona sismogeneradora Oriente. En el caso de la licuefacción de suelos, puede ocurrir en la costa este en los tramos de los ríos Guantánamo, Jaibo, Baconao, Hatibonico y sus desembocaduras; asimismo, en los alrededores (norte, este, oeste) de la Laguna Baconao (figura 73) y los alrededores de la bahía de Guantánamo (Rosabal, 2014). En estas zonas es posible la ocurrencia de expansiones laterales. Baja susceptibilidad en los depósitos coluviales del pleistoceno, ubicados en el oeste del sector en toda la sierra de la Gran Piedra. Se realizó la comprobación directa y se confirma la zonación de la susceptibilidad a los deslizamientos, donde existe manifestación de deslizamiento rotacional en Beltrán, Guantánamo, en Bellavista y el Zoológico de Piedra. También se corroboran estos resultados con los alcanzados por Rosabal et al. (2009). Asimismo, se confirma la susceptibilidad con la zonación del peligro geológico por deslizamientos en los municipios de Songo-La Maya (Rosabal, 2012, 2013) y en las 12 comunidades del municipio de Guantánamo (Chuy et al., 2004). 3.6 Conclusiones 1. Se aplicaron en los sectores seleccionados, los métodos morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico, apoyado en herramientas del SIG, y se demostró su vialidad; dado que permite la caracterización y cartografiado del fallamiento activo, la caracterización morfotectónica a escala detallada y la zonación de la susceptibilidad a los deslizamientos y licuefacción de suelos. 2. Se obtuvieron las zonas de mayor susceptibilidad a los deslizamientos en el sector Guamá donde pueden ocurrir caídas, desprendimientos y 97 �Figura 73. Mapa de susceptibilidad a la licuefacción de suelos del sector Guantánamo. Escala 1:100 000. Fuente: Autora. �deslizamientos; en el de Santiago de Cuba producto de la acción antrópica pueden ocurrir deslizamientos, así como, en Guantánamo pueden ocurrir deslizamientos rotacionales en la sierra de Maquey. 3. Se obtuvieron las zonas de probable licuefacción de suelos en Guamá en los depósitos aluviales en cauces de ríos y llanuras fluviales; en Santiago de Cuba en las proximidades de los ríos Sardinero y San Juan, donde son posibles las expansiones laterales y licuefacción en los entornos de la bahía de Santiago de Cuba y en el sector Guantánamo, en los ríos, Guantánamo, Jaibo y Baconao, así como en los alrededores de la laguna homónima y Guantánamo. En estos sectores es posible la ocurrencia de las expansiones laterales. 4. Se caracterizaron nueve bloques morfotectónicos; de ellos, siete en ascenso (Turquino, Uvero, Bayamita, Boniato, Cobre, Siboney y Maquey) y dos en descenso relativo (Santiago y Guantánamo). 5. Se revaluaron las fallas Jibacoa, Turquino, Bayamita, Boniato, Puerto Pelado, Mar Verde, San Juan, Maquey y La Yaya como de simple falla, y la Baconao como una falla con secciones. 98 �CONCLUSIONES Como conclusiones finales se obtuvieron las siguientes: 1. La evaluación conceptual y contextual de los deslizamientos y la licuefacción de suelos como peligros geológicos inducidos por actividad sísmica demostró que en la gran mayoría de las investigaciones se emplean los criterios sísmicos y tectónicos, sin integrar los elementos geomorfológicos y la tectónica activa. 2. Se desarrolló una metodología para la evaluación de los peligros inducidos, deslizamientos y licuefacción de suelos a partir del uso de indicadores morfométricos, la tectónica activa y el análisis sismológico. La misma se apoya en herramientas del SIG. 3. Al aplicar la metodología a los sectores Guamá, Santiago de Cuba y Guantánamo, se establecieron las fallas principales que cortan a los sectores y se caracterizaron nueve bloques morfotectónicos; de ellos, siete en ascenso con predominio a los deslizamientos y dos en descenso relativo donde prevalece la licuefacción de suelos. 4. Se obtuvo la susceptibilidad a los peligros de deslizamientos en los sectores donde pueden ocurrir caídas, desprendimientos y derrumbes de cavernas asociados al carso, así como deslizamientos producto de la acción antrópica y deslizamientos rotacionales. 5. Se obtuvo la susceptibilidad a la licuefacción de suelos en los sectores de estudio, donde las zonas de mayor susceptibilidad son los alrededores de las bahías Cabañas, Santiago de Cuba, Guantánamo y laguna de Baconao, así como en las proximidades de los ríos Sardinero y San Juan. 99 �RECOMENDACIONES 1. Generalizar la aplicación de la metodología en otras zonas de Cuba para la evaluación de los peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica. 2. Zonificar con mayor precisión, a través de métodos de detalle, en las áreas con alta susceptibilidad a la licuefacción de suelos y deslizamientos, para el ordenamiento del territorio, proyectos constructivos y medidas de defensa civil. En todos los casos se recomienda la inclusión de las propiedades físicomecánicas de los suelos y rocas. 3. Crear un inventario de deslizamientos inducidos por sismos para Cuba. 4. Se recomienda que la tarea Vida tenga en cuenta los resultados alcanzados por esta investigación. 100 �343546789 �9ÿÿ 0 ÿ���������ÿ� ÿ�0�����ÿ��� !ÿ�"��#�#"$ÿ��%ÿ�"��#�#&�"#��ÿ�!"'�%� ÿ()*+),,-+)*ÿ *,./.*0ÿ1-+)2+3/,4 ÿ5#�!$ÿ6�"!��7#!�7! ÿ ÿ�1801� ÿ 9 ÿ�:!�7#�ÿ�;#&�ÿ���ÿ��ÿ<�� !��7#=�ÿ$ÿ!�ÿ>!��������?� �$�ÿ��7��ÿ���ÿ!�ÿ��@�#�#�ÿ $ÿA��!B�ÿ%!ÿ���ÿC#!�:��ÿD�";���!�ÿ�<E�F>G?���CD� ÿ�911�� ÿ1-.0,2H.ÿ IJIKL�ÿM)4H-NO,)H.4ÿP,ÿQ3.0.ÿ3Q-Qÿ,/ÿQ)R/+4+4ÿ0ÿ/Qÿ*,4H+S)ÿP,ÿ-+,4*.4ÿ )QHN-Q/,4�ÿ TNUQÿ 3Q-Qÿ ,/ÿ ,43,2+Q/+4HQ ÿ C!7; !��%�ÿ %!ÿÿ '""V??7#%�#�!�� %!���"�!� '�?%�7;�?7�#%?���#�911�?<>0?%W?��?%�70XY�X?%� 70XY�X897Z %Wÿ Z ÿ��#��'#��ÿ[ �ÿ�@�7'!&�ÿ\ �ÿG:;#]��ÿE �ÿ^_�!&�ÿA �ÿ�'!��:;��`�ÿ[ �ÿa;��`�ÿ[ ÿ �0�bc� ÿ6�W���!ÿ����!ÿ���ÿ�!�;�"�%��ÿ%!�ÿ�!`��"��#!�"�ÿ:!��=:#7�ÿ$ÿ�;ÿ �d�e;!%�ÿ�ÿ!�7���ÿ0V011ÿ111ÿ!�ÿ��ÿ��"!ÿ�����#!�"��ÿ%!ÿ��ÿ�#!���ÿA�!�"��ÿ f��7'#`�ÿ<D\gh ÿ X ÿ����:;!��ÿi ÿ�911c� ÿ(jQ/NQ2+S)ÿP,ÿ/Qÿ4N42,3H+k+/+PQPÿP,/ÿH,--,).ÿQÿ/Qÿ-.HN-Qÿ3.-ÿ P,4Q--.//.ÿP,ÿP,4/+lQO+,)H.4ÿ,)ÿ,/ÿ0Q2+O+,)H.ÿP,ÿ1N)HQÿT.-PQÿ�m!�#�ÿ%�7"����� ÿ 6��"#";"�ÿ�; !�#��ÿA#�!��ÿA!"��d�:#7�ÿ%!ÿA�� ÿn��:;o��ÿ<;�� ÿ c ÿp�`��!&�ÿ� �ÿ�!������ÿA �ÿC;�#��ÿA �ÿ<';$�ÿm ÿq ÿ$ÿg��&@�!&�ÿa ÿG ÿ�0�YX� ÿG�ÿ "!��!��"�ÿ%!�ÿ0�ÿ%!ÿW!��!��ÿ%!ÿ0�b��ÿ^#�=��ÿC!:#=�ÿE�#!�"��ÿ%!ÿ<;�� ÿ M)j,4H+*Q2+.),4ÿr+4O./S*+2Q4ÿ,)ÿsNkQ�ÿD� ÿc ÿ6g��ÿ�<< ÿ��ÿn����� ÿ ÿcÿtÿ �1 ÿ � ÿp�`��!&�ÿ� �ÿ<';$�ÿm �ÿg��7o��ÿq �ÿA��!���ÿa �ÿp�`��!&�ÿn �ÿa���7��ÿA � ÿ \!��@�%!&�ÿ� ÿ�0���� ÿI)ÿ,Q-HuvNQw,ÿ2QHQ/.*N,ÿ.xÿsNkQÿQ)Pÿ),+*uk.-+)*ÿQ-,Q4 ÿ A#�����!�ÿm�#!�"! ÿ6�"!���"#����ÿ<!�"�!ÿW��ÿm'!��!"#7��ÿ^'$�#7�ÿ�6<m^��ÿ6�"!����ÿ C! ��"ÿ6<?6C?��?0 ÿÿ ÿ 010ÿ ���������������������������� 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 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 <div style="text-align:center;">Evaluación de peligros de deslizamientos y licuefacción de suelos inducidos por la actividad sísmica en Cuba Suroriental </div> Creator An entity primarily responsible for making the resource Sandra Yanetsy Rosabal Domínguez Publisher An entity responsible for making the resource available Tania Bess Reyes Type The nature or genre of the resource Tesis doctoral Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 23 de mayo de 2019 Subject The topic of the resource Geología Description An account of the resource Presenta resultados de tesis doctoral relacionada con peligros de deslizamientos. Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource PDF Language A language of the resource Español https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/1556345908f854024b0bae1abc15d504.pdf d1a8cdd0636c45611b17c61aedbd3913 PDF Text Text TESIS Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Sileina Anielis Bozo Zacarías �Página legal Título de la obra: Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur, 56pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Sileina Anielis Bozo Zacarías 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 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 Íñiguez # 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 Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Maestría en geología, mención prospección y exploración de yacimientos de petróleo y gas. 8va edición. Autor: Ing. Bozo Zacarías, Sileina Anielis Tutor (es): Ms.c Salazar Mavares, Osmel Aristóbulo (Industrial). Dr.c Rodríguez Infante, Alina (Académica). Venezuela, Julio 2015. �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. ÍNDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………….1 CAPÍTULO 1. Caracterización geológica del área en estudio………………...…10 1.1. Introducción……………………………………………………...……………………10 1.2. Historia del yacimiento C-SUP VLG3676…………………………………….…..10 1.3. Ubicación del área en estudio……...……………………………………………..….11 1.4. Columna estratigráfica del área……………………………………………………...11 1.5. Estado del arte…………………………………………………….............................15 1.6. Conclusiones parciales……………………………………………………………….18 CAPÍTULO 2. Metodología de la investigación…………………………...…….…..19 2.1. Introducción…………………………………………………………………………….19 2.2. Describir la estructura geológica del yacimiento…………………………………..20 2.2.1. Revisión y control de calidad de los datos…………………………………..……20 2.2.2. Calibración sísmica-pozo………………………………………………………..….24 2.2.3. Análisis e interpretación de datos sísmicos……………………………………....26 2.2.4. Conversión tiempo-profundidad……………………………………………………27 2.2.5. Generación de mapas estructurales en profundidad…………………………...28 2.3. Analizar el modelo estratigráfico del yacimiento a través de correlaciones………………………………………………………………………………...33 2.3.1. Revisión de datos y selección de pozos claves…………………………………33 2.3.2. Revisión de núcleos y correlación núcleo-perfil…………………………….……33 �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.3.3. Definición de cronoestratigrafía y litoestratigrafía………………………………..34 2.4. Interpretar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos y facies……………………………………………………………………………..36 2.5. Estudiar el modelo petrofísico del yacimiento a través de registros, perfiles y núcleos…………………………………………………………………………………….…39 2.6. Calcular P.O.E.S. y G.O.E.S. a partir del modelo geológico, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico……………………………………………………………....44 2.7. Conclusiones parciales…………………………………………………….…………46 CAPÍTULO 3. Análisis e interpretación de resultados…………………………….47 3.1. Describir la estructura geológica del yacimiento…………………………………..47 3.2. Analizar el modelo estratigráfico del yacimiento a través de correlaciones………………………………………………………………………………...48 3.3. Interpretar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos y facies……………………………………………………………………………..49 3.4. Estudiar el modelo petrofísico del yacimiento a través de registros, perfiles y núcleos……………………………………………………………………………………….49 3.5. Calcular P.O.E.S. y G.O.E.S. a partir del modelo geológico, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico……………………………………………………………….49 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………………………50 Conclusiones………………………………………………………………………………...50 Recomendaciones…………………………………………………………………………..52 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………...……53 �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2-1. Levantamientos sísmicos 2D asociados al área de estudio……………...21 Tabla 2-2. Valores de POES y GOES resultantes para el yacimiento C-SUP VLG3676…………………………………………………………………………………..…46 �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1-1. Ubicación geográfica del área de estudio, campo bloque VII: Ceuta…………………………………………………………………………………………11 Figura 1-2. Columna estratigráfica del área de estudio, campo bloque VII: Ceuta………………………………………………………………………………………....13 Figura 1-3. Registro tipo gamma ray (GR) - resistividad de los intervalos B-Superior del miembro informal arenas “B” (Eoceno “B”) de la formación Misoa en el pozo VLG3691………………………………………………………………………………………...14 Figura 2-1. Metodología empleada para el desarrollo de la investigación……….….19 Figura 2-2. Distribución de levantamientos sísmicos 2D en el área de estudio………………………………………………………………………………………..21 Figura 2-3. Gráfico de curvas T-Z para pozos de la poligonal del yacimiento………22 Figura 2-4. Gráfico de curvas T-Z para pozos de la zona de amarre……………..….23 Figura 2-5. Calibración sísmica-pozo VLG-3807………………………………………..25 Figura 2-6. Calibración sísmica-pozo VLG-3747………………………………………..26 Figura 2-7. Modelo de velocidades RMS…………………………………………...……27 Figura 2-8. Conversión tiempo-profundidad del mapa estructural del tope de Eoceno “C” (C-1)…………………………………………………………………………....29 Figura 2-9. Mapa estructural de la discordancia del Eoceno (EREO)……………….30 Figura 2-10. Mapa estructural del B-SUP (Unidad B-5)………………………………..31 Figura 2-11. Mapa estructural del B-INF (Unidad B-6)…………………………………32 Figura 2-12. Unidades estratigráficas evaluadas en este estudio………………..….34 Figura 2-13. Zonación palinológica para la Cuenca de Maracaibo según Pitelli y Di Giacomo (1990) y Rull (1993), especialistas de MARAVEN, S.A………………….…35 Figura 2-14. Núcleos de la unidad B-5 en el pozo VLG3782………………………….37 Figura 2-15. Lutitas del tope de la unidad B-6 (Contacto entre B-Superior y B-Inferior) en el pozo VLG3782……………………………………………………………………..…38 Figura 2-16. Mapas isópacos para el yacimiento……………………………………….40 �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-17. Mapas isópacos para el yacimiento………………………………….…...41 Figura 2-18. Mapas isópacos para el yacimiento……………………………….……...42 Figura 2-19. Mapas isópacos para el yacimiento………………………………………..43 �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. INTRODUCCIÓN Venezuela tiene una economía orientada a las exportaciones. La principal actividad económica de Venezuela es la explotación y refinación de petróleo para la exportación. El petróleo en Venezuela es procesado por la empresa estatal Petróleos de Venezuela (PDVSA). Su explotación oficial se inicia a partir de 1875, con la participación de la compañía petrolera del Táchira en la hacienda «La Alquitrana» localizada en el estado Táchira; luego es construida la primera refinería en la cual se obtenían productos como el queroseno y el gasóleo. El reventón del pozo Zumaque I en 1914 marca el comienzo de la explotación petrolera comercial a gran escala, accionando una gran cantidad de eventos que cambiaron drásticamente el rumbo del país. Mediante iniciativa y participación de Venezuela dentro del mercado petrolero mundial es fundada la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) (http://www.monografias.com/trabajos61/petroleos-venezuela/petroleosvenezuela.shtml) El petróleo ha sido utilizado desde la temprana historia del hombre como combustible para el fuego, y para la guerra. Su gran importancia para la economía mundial se desarrolló, sin embargo, de manera muy lenta, siendo la madera y el carbón los principales combustibles utilizados para calentar y cocinar, y el aceite de ballena el preferido para iluminación, hasta ya entrado al sigloXIX. (http://www.monografias.com/trabajos61/petroleos-venezuela/petroleosvenezuela.shtml) Una temprana industria petrolera apareció en el siglo VIII cuando las calles de Bagdad fueron pavimentadas con alquitrán (tar) derivado del petróleo por medio -1- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. de destilación destructiva. En el siglo IX se llegaron a explotar campos petroleros en el área cercana a Bakú, en Azerbaiyán, para producir nafta. Estos campos fueron descritos por al-Masudi en el siglo X, y por Marco Polo en el XIII, que calificó a la producción de esos pozos petrolíferos como de cientos de naves. El petróleo también fue destilado por al-Razi en el siglo IX, produciendo compuestos químicos como el queroseno en el alambique. Este producto fue utilizado para la iluminación gracias a la invención paralela de las lámparas de Queroseno, dentro de la industria de las lámparas de aceite (http://es.wikipedia.org/wiki/Econom%C3%ADa_de_Venezuela) La Revolución industrial generó una necesidad cada vez mayor de energía, la cual se abastecía principalmente de carbón. Por otro lado, se descubrió que el queroseno podía extraerse del petróleo crudo, y que podía utilizarse como combustible. El petróleo comenzó a tener una fuerte demanda, y para el siglo XX se convirtió en una de las principales materias primas del comercio mundial. El petróleo es una actividad primaria. (http://es.wikipedia.org/wiki/Econom%C3%ADa_de_Venezuela) La corporación estatal Petróleos de Venezuela o Petroven como se la llamó inicialmente o PDVSA como es conocida en la actualidad, fue creada bajo la forma de Sociedad Anónima por Decreto Nº 1123 del 30 de agosto de 1975 con la misión de "cumplir y ejecutar la política que dicte en materia de hidrocarburos el Ejecutivo Nacional, por órgano del Ministerio de Energía y Minas (actualmente Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo)". En cumplimiento de este mandato la empresa se encarga de planificar, coordinar y supervisar todo lo concerniente a la industria petrolera nacional. (http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leos_de_Venezuela) -2- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Petróleos de Venezuela, Sociedad Anónima (PDVSA) es una empresa venezolana cuyas actividades son la explotación, producción, refinación, mercadeo y transporte del petróleo venezolano. Fue creada por decreto gubernamental durante la primera presidencia de Carlos Andrés Pérez luego de la nacionalización de la industria petrolera, dando inicio a sus operaciones el 1 de enero de 1976. PDVSA aparece en lista Global 500 de la revista Fortune, en el puesto 41, entre las empresas más grandes del mundo en base a sus ingresos, siendo la tercera en la región de Latinoamérica. La petrolera, posee las mayores reservas petrolíferas del mundo, alcanzando a finales de 2013, una suma total certificada de 298.353 millones de barriles, que representan el 20% de las reservas mundiales de este recurso. La empresa espera, luego de finalizar la cuantificación de las reservas de petróleo en la Faja del Orinoco, incrementar aún más esta cifra, de acuerdo con lo estipulado en el Proyecto Magna Reserva. Al finalizar dicho proyecto, Venezuela deberá poseer reservas probadas con un total cercano a 316.000 millones de barriles, la mayoría de ellos correspondientes a crudo extrapesado. La estatal pública tiene operaciones en Argentina, Paraguay, Uruguay, Ecuador, Bolivia, Brasil y Cuba. (http://es.wikipedia.org/wiki/Industria_petrolera) PDVSA está dividida en cuatro unidades de trabajo, según las funciones que realiza cada una: • Exploración y Producción: Área encargada de la evaluación, exploración, certificación y perforación de yacimientos de petróleo. Siendo el primer eslabón de la cadena, cubre además la perforación y construcción de los pozos petrolíferos. • Refinación: Área encargada de la separación, mejoramiento y obtención de productos o derivados del petróleo a través de plantas de procesamiento y refinerías. -3- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. • Distribución y comercialización: Área encargada de colocar los productos obtenidos (crudo) en los diferentes mercados internacionales, y (derivados) en mercados nacionales e internacionales. • Gas: Con unas reservas probadas por 147 billones de pies cúbicos, Venezuela es una de las potencias mundiales del sector de hidrocarburos gaseosos. El yacimiento C-SUP VLG3676, se encuentra ubicado en el campo bloque VII: Ceuta, del Lago de Maracaibo. Estratigráficamente, este yacimiento corresponde a las areniscas del Eoceno “C” de la formación Misoa de temprano a medio. (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997). Debido a las características geológicas, petrofísicas y de fluidos (grados API y presiones) que presenta el Eoceno “C” dentro del área de estudio, estratigráficamente se subdividió el yacimiento de la siguiente manera: Un intervalo o secuencia C-SUP (superior) que incluye las unidades C-1, C-2 y C-3 y un intervalo o secuencia C-INF (inferior) que incluye las unidades C-4, C-5, C-6 y C-7. Los resultados obtenidos obedecen a variaciones en la interpretación lo cual generó un sometimiento de reservas probadas por concepto de revisión por división, asociado al cambio de los siguientes parámetros oficiales para C-SUP: disminución del área total de 36.400 a 31.067 acres, disminución de la porosidad de 14 a 13%, disminución del Boi de 1,456 a 1,359, incremento de la So de 75 a 77,3% además de cambios en la interpretación de la permeabilidad absoluta de 70 a 65 mD. (Léxico Estratigráfico de Venezuela, 1997). -4- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Para el caso del yacimiento C-SUP VLG3676, se consideró el PVT del pozo VLG3772 como el más representativo del yacimiento. A partir de las características determinadas para el yacimiento C-SUP VLG3676, se estimó una eficiencia de recobro de petróleo de 23,6% y de 85,7% para el gas asociado. La división del yacimiento oficial C-SUP VLG3676 involucró una redistribución de la producción. Se determinó que el yacimiento C-SUP VLG3676 ha producido un total de 144.867 MBN de petróleo y 123.359 MMPCN de gas asociado. Las reservas probadas para C-SUP VLG3676 fueron estimadas en 696.400 MBN de petróleo y 1.992.753 MMPCN, mientras que las reservas probables (C-SUP 201 y C-SUP 301) y posibles (C-SUP 801 y C-SUP 901) a incorporar suman 186.843 MBN más 534.653 MMPCN y 189.945 MBN más 543.532 MMPCN respectivamente. Esta investigación surge de la necesidad de información actualizada que presenta la Unidad de Producción CEUTATRECO para establecer y desarrollar planes futuros en el Yacimiento C-SUP VLG3676, cabe destacar que este es uno de los Yacimientos con mayor capacidad de producción con la que cuenta la Unidad de Producción. Es por ello que se plantea lo siguiente: Problema De Investigación: Necesidad de realizar un análisis geológico que posibilite obtener información fidedigna del yacimiento C-SUP VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco para lograr proponer una futura explotación del mismo. -5- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Objeto de Estudio: Análisis geológico. Campo de Acción: Yacimiento C-SUP VLG3676. Objetivo general: Analizar geológicamente el yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur para fomentar un plan de explotación productiva de las arenas que lo conforman. Objetivos Específicos • Describir la estructura geológica del yacimiento C-Superior VLG3676. • Analizar el modelo estratigráfico del Yacimiento C-Superior VLG3676 a través de correlaciones. • Interpretar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos y facies. • Estudiar el modelo petrofísico del yacimiento a través de registros, perfiles y núcleos. • Calcular el P.O.E.S y G.O.E.S. a partir del modelo geológico, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico a obtener con el presente trabajo. Hipótesis: Si se logra la integración los datos petrofísicos, estratigráficos, sedimentológicos, y estructurales permitirá establecer las características geológicas del Yacimiento C-6- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Superior VLG3676 de la Unidad de Producción Ceutatreco para fomentar un plan de explotación productiva de las arenas que lo conforman. Tareas: Para el cumplimiento de los objetivos fue necesario realizar las siguientes actividades: 1. Revisión y control de calidad de los datos. 2. Calibración sísmica-pozo. 3. Análisis e interpretación de datos sísmicos. 4. Generación de mapas estructurales en profundidad. 5. Interacción del modelo estructural con otros modelos. 6. Revisión de Núcleos y Correlación Núcleo-Perfil. 7. Definición de ccronoestratigrafía y llitoestratigrafía. 8. Efectuar análisis sismoestratigráfico. 9. Determinar las unidades estratigráficas a mapear. 10. Identificar la continuidad lateral y variación de propiedades de las unidades estratigráficas mapeadas. 11. Analizar ambientes sedimentológicos para identificar el más apropiado. Para el desarrollo de esta investigación se tuvieron en cuenta métodos teóricos y empíricos de la investigación científica: Métodos teóricos: • Análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la revisión de la documentación y literatura especializada. -7- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Métodos empíricos: en la presente investigación se aplican: • Las entrevistas a técnicos y especialistas: para comprobar la existencia de investigaciones y antecedentes relacionados con el tema. • La observación directa en el área de estudio durante toda la investigación. • Procesamiento de información para la elaboración de mapas geológicos y estructurales. La generación del modelo estratigráfico tiene el propósito de identificar las diversas unidades estratigráficas y ciclos sedimentarios que conforman y describen la secuencia estratigráfica en estudio, así como su extensión areal y su incidencia en la caracterización de los yacimientos asociados. El yacimiento C-Superior VLG3676 representa para la División Occidente de Exploración y Producción de Petróleos de Venezuela, la acumulación de mayor cantidad de petróleo original en sitio, lo que se traduce en la mayor cantidad de reservas remanentes, de allí la importancia de generar un plan de explotación que garantice el recobro óptimo y racional de dichas reservas. También es de importancia práctica ya que la información que se genera permitirá hacer precisiones en el proceso productivo de la empresa, del mismo modo que contribuirá a la vigilancia tecnológica y a medidas relacionadas con la seguridad del trabajo. La tesis se estructuró del siguiente modo: La introducción en la que se presenta el problema científico, el objetivo general, específicos y la hipótesis de la misma, adicional el objeto y campo de estudio. Tres capítulos denominados del modo siguiente: -8- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Capítulo 1. Caracterización geológica del yacimiento. Se realiza una síntesis de toda la información del área en estudio y aportes efectivos de otros autores. Capítulo 2. Metodología de la investigación. Contiene el método empleado, en la cual se desarrolla una investigación minuciosa de datos y parámetros que conlleva al estudio de los diversos modelos que se pueden aplicar al yacimiento C-SUP VLG-3676. Capítulo 3. Análisis e interpretación de resultados. Se realiza una interpretación profunda y detallada de los resultados obtenidos anteriormente a través de la metodología empleada. -9- �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. CAPÍTULO 1. Caracterización geológica del área en estudio. 1.1. Introducción Para realizar una investigación es necesario tener conocimiento del lugar a estudiar, su historia, origen e información relevante, es por ello que en este capítulo se describe la ubicación geográfica del yacimiento, al igual que su columna estratigráfica, entre otras. 1.2. Historia del yacimiento C-SUP VLG3676 El yacimiento C-SUP VLG3676 fue descubierto en diciembre de 1978 con la perforación del pozo VLG3676 y fue a partir de dicha fecha que se dio inicio al eventual desarrollo del mismo con la perforación de pozos de producción y de avanzada con el pasar de los años, hasta concebirse como lo conocemos en la actualidad. Es de esperarse que a medida de que se va desarrollando un yacimiento, la concepción de la explotación del mismo va siendo modificada en la medida en la cual se va obteniendo mayor información de las características del mismo. Aunado a la idea anterior, existen otras variables que escapan del nivel técnico y que tienen que ver con los intereses o metas de explotación que sean perseguidos, así como con factores económicos, sociales y políticos. Desde 1978 hasta 1984 este intervalo abarca desde el 01/01/1978 hasta el 31/12/1983 y hace referencia a los primeros años de desarrollo del yacimiento, donde se perforaron tan solo dos (2) pozos, el VLG-3676 y el VLG-3691. Estos pozos fueron concebidos por medio de una completación del tipo sencilla selectiva - 10 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. para la explotación de sus unidades hidráulicas por separado. A diferencia del pozo VLG-3691, el pozo VLG-3676 llego a ser reacondicionado durante este período sin llegar a modificar su configuración sencilla selectiva. 1.3. Ubicación geográfica del área en estudio. El área de estudio se encuentra ubicado en el Campo Bloque VII: Ceuta, región sureste (SE) del Lago de Maracaibo, a 12 Km del Puerto de La Ceiba, Estado Trujillo, dentro del área operacional del Distrito Lago Sur, División Lago (Ver figura 1-1), extendiéndose 21 Km de norte a sur (N-S) y 12 Km de este a oeste (E-O). Colombia Golfo de Venezuela Sie rra d eP eri ja Estado Falcón Maracaibo Estado Zulia Cabimas Serranía de Lara Tamare Lago de Maracaibo Lagunillas Estado Trujillo Campo Ceuta La Ceiba d An es V a ol ez en s no Figura 1-1. Ubicación geográfica del área de estudio, Campo Bloque VII: Ceuta. 1.4. Columna estratigráfica del área en estudio La columna estratigráfica del Campo Bloque VII: Ceuta, está conformada por rocas de edad Cretácico, Paleoceno, Eoceno, Mioceno y Post-Mioceno (Léxico - 11 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Estratigráfico de Venezuela, 1997), las cuales se encuentran suprayacente al basamento igneometamórfico y metasedimentario de edad Paleozoico (Bellizia, 1990; Pinto y otros 2008). La datación y características de las diferentes unidades sedimentarias han sido determinadas mediante diferentes análisis geológicos de muestras obtenidas de los pozos perforados en dicho campo. Las unidades estratigráficas que han sido identificadas en el área de estudio desde el tope hacia la base son: sedimentos del Cuaternario (Holoceno – Pleistoceno); la Formación Onia de edad Plioceno, conformada por depósitos de ambiente continental – lacustre; la Formación La Puerta de edad Mioceno Tardío, conformada por depósitos de ambiente continental – fluvial; la Formación Lagunillas de edad Mioceno Medio, conformada por depósitos que varían de ambiente marino somero a fluvial; y la Formación La Rosa de edad Mioceno Temprano, conformada por sedimentos de silico-clásticos ambiente marino en el tope y fluvial en la base, suprayaciendo a la Discordancia del Eoceno. Infrayacente y de manera discordante se encuentra la Formación Misoa de edad Eoceno Inferior a Medio, conformada por sedimentos silico-clásticos de ambientes próximo-costeros, donde se reconocen sus 2 Miembros informales Arenas "B" (Eoceno “B”) y Arenas “C” (Eoceno “C”). En esta región no se encuentra la Formación Paují (completamente erosionada), ya que la Discordancia del Eoceno (EREO) trunca el B-Superior de la Formación Misoa. Por debajo de la Formación Misoa se ubica de manera discordante la Formación Guasare del Paleoceno, conformada por sedimentos carbonaticos y silico-clásticos de ambiente marino somero a paludal. Infrayacente a la Formación Guasare y de manera concordante se presentan las formaciones del Cretácico: Formación Colón de edad Maastrichtiense, Formación La Luna, el Grupo Cogollo conformado por Maraca, Lisure y Apón, de edad Albiense y la Formación Río Negro de edad Barremiense, sobre el basamento de la Cuenca de Maracaibo, el - 12 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. cual, en el área de estudio está conformado por rocas metasedimentarias de edad Paleozoico (Pinto y otros, 2008). La columna estratigráfica generalizada de los campos Ceuta, Lagotreco y Centro Lago se muestra en la figura 1-2, y fue elaborada basada en el Léxico Estratigráfico de Venezuela (1997), y los estudios de González de Juana y otros (1980), Lugo (1991), Audemard F.E. (1991), Gohsh y otros (1992), Lugo y Mann (1995), Parnaud y otros (1994), De Toni y otros (1994) y la Geological Society of América (2009). Figura 1-2. Columna Estratigráfica del Área de Estudio, Campo Bloque VII: Ceuta. Verticalmente, las unidades estratigráficas en las cuales se enfocará el presente informe corresponden a la Formación Misoa del Eoceno Inferior a Medio, específicamente el intervalo B-Superior (B-SUP) del miembro informal arenas “B” - 13 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. (Eoceno “B”), según el Léxico Estratigráfico de Venezuela (1997). El registro de pozos tipo de las unidades estratigráficas de interés se muestran en la figura 1-3. UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS B-6 B-5 SANTA BARBARA C -1 C-SUPERIOR B- 7 B-INFERIOR ARENAS “B” ARENAS “C” FORMACION MISOA EOCENO MEDIO EOCENO REGISTROS DE POZO VLG-3691 GR - RESISTIVIDAD LUTITAS LA ROSA B-SUP FORM LA ROSA TEMPRANO MIOCENO EDADES EDAD Figura 1-3. Registro Tipo Gamma Ray (GR) - Resistividad de los intervalos BSuperior del miembro informal arenas “B” (Eoceno “B”) de la formación Misoa en el pozo VLG-3691. - 14 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 1.5. Estado del Arte: Los modelos estratigráficos de los campos petrolíferos en los últimos años han tenido una gran importancia en la prospección del petróleo en Venezuela y en particular en la cuenca de Maracaibo. ERRORES COMUNES QUE INFLUYEN EN LA CUANTIFICACIÓN DE RESERVAS DE PETRÓLEO EN YACIMIENTOS DE ROCAS CLÁSTICAS. LABRADOR Tomás U. E. Lagomar. PDVSA. Cabimas. 2007, expone: En el cálculo volumétrico de reservas es común encontrar errores que tendrán un impacto al momento de hacer la contabilidad del recurso. El error cometido más comúnmente es la no corrección por buzamiento de las capas; aunado a esto, podemos obtener un error mayor al no considerar las desviaciones y el desplazamiento de los pozos en dichas capas inclinadas, razón ésta por la que debe realizarse una corrección (no confundir con verticalizar pozo o TVD), en función a los cambios de ángulo y azimut con respecto al tope del intervalo de interés. Los cambios de facies son el problema con un mayor grado de incertidumbre por lo complejo que puede ser definir los límites de los subambientes sedimentarios, aunado al hecho de que dentro de una misma facies se pueden presentar cambios en las propiedades físicas de la roca. Argumentando más adelante: No existe técnica exacta para el cálculo de hidrocarburos en el subsuelo, no obstante, la aplicación de nuevos software de modelaje y visualización, estudios sedimentológicos, sismoestratigráficos, de atributos sísmicos, geoquímicos, petrofísicos y petrográficos, junto a las nuevas tecnologías en adquisición de información, fungen como herramientas imprescindibles para sincerar las reservas en rocas clásticas, actualizando los números que permitirán tomar decisiones pertinentes y a tiempo en todo lo referente al futuro de un campo petrolero. - 15 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. LABRADOR Tomás U. E. Lagomar. PDVSA. Cabimas 2007 en su trabajo: MODELO GEOLOGICO-ESTRUCTURAL DEL FLANCO OESTE (ATICO) DEL AREA VLA-0008 EN EL BLOQUE I DE LA U. E. LAGOMAR. LAGO DE MARACAIBO, VENEZUELA. El entrampamiento de hidrocarburos en el subsuelo del Lago de Maracaibo es producto de la combinación de factores estratigráficos y estructurales, razón por la conviene introducir un nuevo modelo geológicoestructural para el miembro informal C-7 de la Formación Misoa, en el Ático del área VLA-0008 del Bloque I, limitada por una superficie erosiva en la base y verticalmente por un contacto de falla con la secuencia superior de Misoa del área VLA-0031 del mismo Bloque. La sección basal de la Formación Misoa (Eoceno Temprano), posee un espesor promedio de 700 pies, y está conformada por areniscas, limolitas y lutitas producto de secuencias progradacionales y retrogradacionales sucesivas, características de un ambiente fluvio - deltáico con predominio de mareas. Finalmente, el resultado se ajustó no sólo a los modelos de tectónica regional actuales, sino también al comportamiento de producción de los pozos, razón por la que nuevos pozos permiten actualmente drenar las reservas remanentes, corroborando así el modelo, el comportamiento de Lama-Icotea y el nivel de corte para C-7, el plano de falla como sello lateral, para continuar un estratégico plan de explotación a lo largo del sistema de fallas dentro del Bloque I. PORRAS Jesús, CASTILLO Carla., MACHADO Vanessa & CHIRINOS Nelson. Petrobras Energía... Petrowayuu 2007; en su trabajo BASAMENTO EN LA CONCEPCIÓN, CUENCA DE MARACAIBO: OPORTUNIDAD DE EXPLOTACIÓN DE UN YACIMIENTO NO CONVENCIONAL. Plantean un esbozo histórico de la prospección y explotación de hidrocarburos del basamento naturalmente fracturado del occidente venezolano, AUDEMARD Franck, SINGER André, ACOSTA Luis. & GONZÁLEZ Rogelio FUNVISIS. Dpto. Ciencias de la Tierra. Caracas. 2007 en su trabajo: LA FALLA DE BURBUSAY (BLOQUE DE MARACAIBO, VENEZUELA OCCIDENTAL) ACCIDENTE ACTIVO SINESTRAL - 16 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. SUBMERIDIANO: demuestra, entre las que cabe también mencionar de oeste a este, y en posición relativa más occidental: Icotea, Pueblo Viejo y Valera, que disocian el bloque triangular de Maracaibo en bloques menores elongados nortesur, que responden a un modelo de rotación en estantería de libros (“Bookshelf rotation”), generado por la cupla cizallante dextral impuesta por las fallas activas de Oca-Ancón de orientación este-oeste y la falla de Boconó de orientación NESW, ubicadas al norte y sureste respectivamente. Al igual que las otras fallas que conforman esta familia, la falla de Burbusay muestra indicios contundentes de actividad tectónica reciente. Gerencia de exploración estudios estratégicos de producción. Caracas 1995. SINTESIS GEOLÓGICA, MARCO SECUENCIAL Y PERSPECTIVAS EXPLORATORIAS DEL EOCENO DE LA CUENCA DE MARACAIBO: realiza un estudio de la Cuenca de Maracaibo con el fin de madurar y densificar el estudio de BP/PDVSA. A través de este estudio se establecieron 15 límites de secuencias, se definen nueve (9) conceptos exploratorios, un marco secuencial- cronoestratigráfico uniforme para la cuenca basado en 24 transeptos sísmicos, 40 transeptos de pozos y 65 mapas (estructurales, isópacos, de velocidad, porcentaje de arena, paleoambientes, distribución de recursos de hidrocarburos, modelado geoquímico y otros), se estableció un modelo integrado de paleofacies/paleogeografía para las secuencias eocena, se documentó las fases de generación, expulsión y acumulación y finalmente la creación de una base de datos computarizada, multidisciplinaria, interactiva e integrada para su uso futuro. Es de importancia mencionar que este trabajo se realiza con la finalidad de obtener la mayor cantidad de información fidedigna del Yacimiento en estudio CSUP VLG3676 aportando así un avance significativo a nuevas perforaciones y mejoras de las condiciones de los pozos que se encuentran abiertos a producción garantizando así la durabilidad en el tiempo de los mismos. - 17 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 1.6. Conclusiones parciales: El Yacimiento C-SUP VLG3676 se encuentra ubicado en el campo bloque VII Ceuta dentro del área operacional División Lago, Distrito Lago Sur. En el cual se iniciaron sus perforaciones en el año 1978 con el pozo VLG3676, la columna estratigráfica, está conformada por rocas de edad Cretácico, Paleoceno, Eoceno, Mioceno y Post-Mioceno. Según las investigaciones realizadas por otros autores la falta de información es bastante recurrente en los diversos campos petroleros que conforman PDVSA, y debido a la cantidad de errores que se presentan en la cuantificación de reservas conlleva a realizar análisis profundos de propiedades. - 18 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. CAPÍTULO 2. Metodología de la investigación. 2.1. Introducción El desarrollo de este trabajo de investigación de llevará a cabo a través de la siguiente metodología con la finalidad de obtener los resultados requeridos. En este capítulo se describe específicamente la metodología empleada y consta de lo siguiente: Figura 2-1. Metodología empleada para el desarrollo de la investigación. - 19 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.2. Describir la estructura geológica del Yacimiento C-Superior VLG3676. La metodología utilizada para la elaboración del modelo estructural es la correspondiente al manual de procesos homologados de estudios integrados de Yacimientos de PDVSA EyP, modelo estático, elaboración del modelo estructural (EIY–02–02–05). Para fines de este trabajo, los pasos descritos en el manual de procesos homologados fueron agrupados y organizados en 6 pasos: 2.2.1. Revisión y control de calidad de los datos. Los datos disponibles para efectuar la revisión de las características sísmicoestructurales del área de estudio de manera general son los siguientes: Datos sísmicos. Registros de Pozo. Sísmica 2D Respecto a los levantamientos sísmicos 2D, se cuenta con 3 levantamientos: ceuta aguas profundas 84C, ceuta este profundas 84C y ceuta producción 85C, como se lista en la tabla 2-1 donde se indican su longitud y códigos de reportes de adquisición y procesamiento. Todos los levantamientos 2D se ubican en la zona norte del yacimiento como se muestra en la figura 2-2. - 20 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. LEVANTAMIENTOS SÍSMICOS LONGITUD CÓDIGO DE REPORTE DE ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO CEUTA AGUAS PROFUNDAS 84C 293,5 Km FM1050732797 FM1050738201 CEUTA ESTE PROFUNDAS 84C 67,5 Km FM1050718929 FM1050718930 CEUTA PRODUCCION 85C 68,4 Km FM1050718264 FM1050718267 Tabla 2-1 Levantamientos Sísmicos 2D asociados al área de estudio. Área de Estudio Figura 2-2. Distribución de levantamientos sísmicos 2D en el área de estudio. Para el estudio del modelo estructural se consideraron 31 pozos. De los cuales se observaron que de los 31 pozos listados, 22 corresponden a las zonas de amarre y 9 a la poligonal de los yacimientos en estudio. - 21 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Los perfiles sísmicos verticales o VSP (Vertical Seimic Profile) son adquisiones de datos sísmicos que proporcionan, además de los datos de tiempo-profundidad (TZ), una imagen sísmica alrededor del pozo, los cuales ayudan a realizar mejores calibraciones, y en ocasiones, refinar las interpretaciones sísmicas. Sin embargo, hay que resaltar que este tipo de datos está restringido a la vecindad del pozo, cuya área de cobertura no supera los 3 Km2. De los pozos que cuentan con curvas T-Z se realizaron grafico para verificar la relación tiempo-profundidad e identificar anomalías que puedan afectar la calibración sísmica-pozo, el modelo de velocidades o evidencien cambios de las velocidades en el área de estudio. En la figuras 2-3 y 2-4 se presentan los gráficos de los pozos con curvas T-Z dentro de la poligonal del yacimiento y las zonas de amarre, respectivamente. CURVAS T-Z POZOS VLG DEL AREA 2 SUR 0.0 VLG-3720 VLG-3740 VLG-3747 VLG-3755 VLG-3772 VLG-3785 VLG-3789 VLG-3794 -2000.0 Profundidad TVDSS (Z) [pies] -4000.0 -6000.0 -8000.0 -10000.0 -12000.0 -14000.0 -16000.0 -18000.0 -20000.0 VLG-3807 0.0 -500.0 -1000.0 -1500.0 -2000.0 -2500.0 -3000.0 -3500.0 -4000.0 Tiempo Doble de Tránsito (TWT) [ms] Figura 2-3. Gráfico de curvas T-Z para pozos de la poligonal del yacimiento. - 22 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. CURVAS T-Z POZOS VLG Y VLF VECINOS AL AREA 2 SUR VLF-3018 VLF-3020 VLG-3653 VLG-3659 VLG-3672 VLG-3690A VLG-3712 VLG-3713 VLG-3714 VLG-3715 VLG-3719 VLG-3726 VLG-3729 VLG-3739 VLG-3765 VLG-3778 VLG-3779 VLG-3783 VLG-3848 VLG-3911 0.0 -2000.0 Profundidad TVDSS (Z) [pies] -4000.0 -6000.0 -8000.0 -10000.0 -12000.0 -14000.0 -16000.0 -18000.0 -20000.0 0.0 -500.0 -1000.0 -1500.0 -2000.0 -2500.0 -3000.0 -3500.0 -4000.0 Tiempo Doble de Tránsito (TWT) [ms] Figura 2-4. Gráfico de curvas T-Z para pozos de la zona de amarre. Es importante resaltar que al graficar las curvas T-Z para los pozos área de estudio no se observaron variaciones significativas en las tendencias de las mismas, lo cual significa que no existen cambios laterales significativos dentro del área de estudio. Registros de Pozo Tanto para el área de estudio como para áreas vecinas se inventariaron principalmente los perfiles o registros asociados a calibración de pozo con datos sísmicos, tales como registros de densidad, registros acústicos (sónicos), tiros de verificación (check-shots) y perfiles sísmicos verticales (VSP). Para la actualización del modelo estructural se consideraron un total de 82 pozos de las áreas vecinas, los cuales se denominaron pozos de las zonas de amarre, que permiten definir límites reales para el yacimiento. - 23 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.2.2. Calibración sísmica-pozo. Una vez inventariada y revisada la información se procedió a realizar la calibración sísmica-pozo, la cual permite ajustar la información de pozo en profundidad con los datos sísmicos en tiempo, a través de la sísmica de pozo (curvas T-Z). Para esto se realiza un sismograma sintético el cual genera una traza sintética a partir del cálculo de la impedancia acústica y serie de reflectividad, por medio de los registros de densidad y sónico corregido aplicándole la curva T-Z. La traza sintética es comparada con los datos sísmicos en la ubicación del pozo, para identificar los reflectores sísmicos asociados a cada uno de los marcadores geológicos. Para este estudio se realizaron 15 sismogramas sintéticos. En la zona de amarre por no contar con los registros suficientes para la calibración se limitó sólo a 6 pozos y para el área dentro del yacimiento se hizo para los 8 pozos con curvas TZ. En la figura 2-5 se muestra el sismograma sintético calculado para el pozo VLG3807 (Pozo muestra), se presenta la traza sintética generada y el ajuste con la línea sísmica (inline) 1826 del Merge Pre-Stack Ceuta-Tomoporo, se aprecia buena correlación con los datos sísmicos a nivel de los reflectores de la Discordancia del Paleoceno (Guasare) y Discordancia del Eoceno (EREO). - 24 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-5. Calibración sísmica-pozo VLG-3807. La ondícula con mejor resultado en la calibración fue la Ricker 35 Hz y la Trapezoidal 8-12-40-60 Hz. En algunos caso fue difícil obtener buenos resultados debido a la longitud de los registros, los cuales solo eran corridos en la zona de interés (Formación Misoa), como es el caso del pozo VLG-3747 (figura 2-6). - 25 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-6. Calibración sísmica-pozo VLG-3747. Los marcadores geológicos que se lograron ajustar más fácilmente a los reflectores sísmicos fueron: Discordancia de Eoceno (EREO), Tope del Eoceno “C” (C-1) y Discordancia del paleoceno (Guasare). 2.2.3. Análisis e interpretación de datos sísmicos. Para efectuar el análisis e interpretación de la estructura geológica del área de estudio se efectuaron las siguientes actividades: identificación del marco estructural de la cuenca, generación y análisis de cubos de atributos estructurales (3D), interpretación de horizontes, interpretación de fallas, generación de polígonos de fallas, generación de mapas estructurales en tiempo, generación y análisis de mapas de atributos estructurales (2D). Cabe destacar que la - 26 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. interpretación de horizontes y fallas se efectuó de manera simultánea, utilizando todos los datos sísmicos disponibles. 2.2.4. Conversión tiempo-profundidad. Para realizar la conversión de tiempo (TWT) a profundidad (TVDSS) de los horizontes y fallas interpretadas se necesita generar un modelo de velocidades, el mismo se realiza a partir de las curvas sintéticas TZ generadas durante la calibración sísmica-pozo y asociadas a los pozos del estudio. Estas curvas contienen una función de velocidad ya que las mismas relacionan tiempoprofundidad. Adicionalmente se cuenta con el archivo de velocidades RMS producto del procesamiento de los datos sísmicos, que permite refinar el modelo. El modelo de velocidades generado se denomina VELOC_VLG-3676 (figura 2-7). N Figura 2-7. Modelo de Velocidades RMS. - 27 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.2.5. Generación de mapas estructurales en profundidad. Con el modelo de velocidades se procedió a generar los mapas estructurales finales, para esto se aplico el modelo de velocidades sobre el mapa estructural en tiempo (TWT), obteniendo así el mapa en profundidad (TVDSS) para los principales horizontes interpretados en el intervalo de estudio: Discordancia del Eoceno (EREO), Tope del Eoceno “C” (C-1) y Discordancia del Paleoceno (Guasare). En la figura 2-8 se presenta como ejemplo una comparación entre el mapa estructural en tiempo y el mapa estructural en profundidad del Tope del Eoceno “C” (C-1), donde puede observarse que luego de la conversión se mantiene la tendencia en la geometría de los contornos. - 28 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. VLF3020 VLF3020 VLG3921 VLG3921 VLG3778 VLG3778 VLG3762 VLG3720 VLF3024 VLG3691 VLG3929 VLG3720 VLG3912ST ESTRUCTURAL C-1 TWT VLG3722 VLG3749 VLG3743 VLG3740 VLF3938 VLG3747 VLG3762 VLG3911 VLG3676 VLG3782 VLF3024 VLG3691 VLG3929 VLG3740 VLF3938 VLG3747 VLG3912ST ESTRUCTURAL C-1 TVDSS SIN EDITAR VLG3722 VLG3749 VLG3743 VLG3755 VLG3911 VLG3676 VLG3782 VLG3755 VLG3790 VLG3790 VLG3809 VLG3809 VLG3784 VLG3785 VLG3785 VLG3780 VLG3793 VLG3784 VLG3780 VLG3793 VLG3815 VLG3815 VLG3789 VLG3826 VLG3919 VLG3821 VLG3807 VLG3828 VLG3917 VLG3841 VLG3824 VLG3794 VLG3919 VLG3828 VLG3917 VLG3789 VLG3826 VLG3794 VLG3821 VLG3841 VLG3824 VLG3807 Figura 2-8. Conversión Tiempo-Profundidad del mapa estructural del Tope de Eoceno “C” (C-1). Los mapas convertidos a profundidad (TVDSS) posteriormente fueron editados y ajustados a los topes geológicos o "picks" (marcadores) en la plataforma Petrel. Luego, para la obtención de los mapas estructurales del resto de las superficies internas, se efectuó un trabajo de integración con la disciplina de estratigrafía, generándose mapas de espesores y límites por acuñamientos (onlaps) y erosión, lográndose generar los mapas estructurales de todas las unidades estratigráficas estudiadas. Los resultados de los mapas estructurales finales se encuentran en formato ASCII y formato GRID de Petrel, ZMAP y Geographix, tanto sus contornos (X,Y,Z,ID) como sus datos de superficie (X,Y,Z). Los mismos se muestran a continuación (figura 2-9 a 2-11): - 29 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. VLF3020 VLG3921 VLG3778 VLG3762 VLG3720 VLF3024 VLG3691 VLG3929 VLG3743 VLF3938 VLG3911 VLG3676 VLG3722 VLG3912ST VLG3749 VLG3740 VLG3747 VLG3782 VLG3755 VLG3790 EREO (SB_39.5) TVDSS VLG3809 VLG3785 VLG3784 VLG3780 VLG3793 VLG3815 VLG3826 VLG3789 VLG3794 VLG3919 VLG3828 VLG3821 VLG3917 VLG3841 VLG3824 VLG3807 Figura 2-9. Mapa Estructural de la Discordancia del Eoceno (EREO). - 30 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. VLF3020 VLG3921 VLG3778 VLG3762 VLG3720 VLF3024 VLG3691 VLG3929 VLG3743 VLF3938 VLG3911 VLG3676 VLG3722 VLG3912ST VLG3749 VLG3740 VLG3747 VLG3782 VLG3755 VLG3790 B-5 = B-SUP (SB_42.5) TVDSS VLG3809 VLG3785 VLG3784 VLG3780 VLG3793 VLG3815 VLG3826 VLG3789 VLG3794 VLG3919 VLG3828 VLG3821 VLG3917 LIMITE DE EROSION DE B-SUP CON LA DISCORDANCIA DEL EOCENO (EREO) VLG3841 VLG3824 VLG3807 Figura 2-10. Mapa Estructural del B-SUP (Unidad B-5). - 31 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. VLF3020 VLG3921 VLG3778 VLG3762 VLG3720 VLF3024 VLG3691 VLG3929 VLG3743 VLF3938 VLG3911 VLG3676 VLG3722 VLG3912ST VLG3749 VLG3740 VLG3747 VLG3782 VLG3755 VLG3790 B-6 (FS_43.2) TVDSS VLG3809 VLG3785 VLG3784 VLG3780 VLG3793 VLG3815 VLG3826 VLG3789 VLG3794 VLG3919 VLG3828 VLG3821 VLG3917 VLG3841 VLG3824 VLG3807 Figura 2-11. Mapa Estructural del B-INF (Unidad B-6). - 32 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.3. Analizar el modelo estratigráfico del Yacimiento C-Superior VLG3676 a través de correlaciones. La metodología utilizada para la elaboración del modelo estratigráfico es la correspondiente al manual de procesos homologados de estudios integrados de Yacimientos de PDVSA EyP, elaboración del modelo estructural (EIY–02–02–02). Para fines de este trabajo, los pasos descritos en el manual de procesos homologados fueron agrupados y organizados en 5 pasos: 2.3.1. Revisión de datos y selección de pozos claves. Los datos disponibles para efectuar la revisión de las características estratigráficas del área de estudio de manera general son los siguientes: informes previos, datos bioestratigráficos y palinológicos, datos de núcleos y muestras de canal y los registros de pozo. 2.3.2. Revisión de Núcleos y Correlación Núcleo-Perfil. Las unidades estratigráficas evaluadas en el presente informe corresponden a la Formación Misoa del Eoceno Inferior a Medio, específicamente el intervalo BSuperior (B-SUP) del Miembro Informal Arenas “B” (Eoceno “B”), las cuales se muestran en el registro tipo GR-Resistividad del pozo VLG-3691 (figura 3-2). - 33 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS HORIZONTE MAPEADO B-6 B-5 SANTA BARBARA C-1 C-SUPERIOR B-7 B-INFERIOR ARENAS “B” ARENAS “C” FORMACION MISOA EOCENO MEDIO EOCENO REGISTROS DE POZO VLG-3691 GR - RESISTIVIDAD LUTITAS LA ROSA B-SUP FORM LA ROSA TEMPRANO MIOCENO EDADES EDAD Figura 2-12. Unidades estratigráficas evaluadas en este estudio. 2.3.3. Definición de ccronoestratigrafía y llitoestratigrafía. Para la determinación de la cronoestratigrafía, se analizaron todos los datos micropaleontológicos disponibles, tanto bioestratigráficos como palinológicos, principalmente los interpretados en los trabajos de Fuenmayor (1989), Pitelli y Di Giacomo (1990), Rull (1993a, 1993b, 1997), Farías et al. (2006), Medina et al. (2010a, 2010b, 2012) y Becerra et al. (2010). - 34 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. En la figura 2-13 se muestra la zonación palinológica para el cretácico, terciario y cuaternario del Norte de Suramérica de Muller et al. (1987), y su equivalencia aproximada con la zonación de Maraven, S.A. (Pitelli y Di Giacomo, 1990; Rull, 1993a). Figura 2-13. Zonación Palinológica para la Cuenca de Maracaibo según Pitelli y Di Giacomo (1990) y Rull (1993), especialistas de MARAVEN, S.A. Las características litológicas de las diferentes unidades estratigráficas fueron determinadas mediante la observación directa de los núcleos y ripios o muestras de canal, por medio de la cual se identificaron los intervalos más arcillosos o - 35 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. marinos (lutitas negras), “lags” transgresivos, superficies erosivas o contactos abruptos, superficies de retrabajo de sedimentos, estructuras sedimentarias, presencia o ausencia de icnogéneros, que proporcionen evidencias sobre los eventos estratigráficos principales y sobre la paleobatimetría o paleoprofundidad de los secuencias analizadas. Como datos secundarios se utilizaron las muestras de canal y los master-logs (descripciones litológicas de muestras de canal), mediante los cuales se pudieron identificar los intervalos más arcillosos o marinos (lutitas negras a gris oscuro), intervalos fosilíferos, intervalos carbonáticos, etc. Las muestras de canal y masterlogs presentan la desventaja en que están generalmente cada 10’ o 20’, y que siempre presentarán un desfase con las profundidades de registro (MD Logger), ya que las profundidades de las muestras están a profundidad de perforador (MD Driller). También se utilizaron los registros de imágenes (microrresitivas y/o ultrasónicas) para identificar contactos litológicos abruptos, superficies erosivas e intervalos de lutitas negras. 2.4. Interpretar el modelo sedimentológico del área, a partir de la información de núcleos y facies. En los diversos estudio de los yacimientos del Eoceno de la Cuenca de Maracaibo se han encontrado muchos subambientes, sin embargo, se encuentran enmarcados dentro del modelo regional del Eoceno.(LUGO, 1991; Schneider y otros, 2009). En este modelo, la formación Mirador al Sur y Suroeste representa los sedimentos de la Provincia Fluvial (facies fluvio–continentales), mientras que la Formación Misoa representa los sedimentos de la Provincia Deltáica a PróximoCostera (facies próximo–costeras), y la Formación Trujillo representa los sedimentos de la Provincia Marina o de Surco (facies de plataforma externa y turbiditas). - 36 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. El núcleo cortado en el pozo VLG-3782 indica que la unidad B-5 se presenta discordante por debajo de las arenas de Santa Bárbara, correspondiendo este contacto a la Discordancia del Eoceno y límite de secuencia @ 39.5 Ma. (SB_39.5). Dentro de la unidad B-5 se observan cambios verticales de facies bastante marcados (figura 2-14). La base de la unidad B-5 o tope de la unidad B-6 se caracteriza por un intervalo de lutitas gris oscuro (figura 2-15), correspondiendo a una superficie de inundación @ 43.2 Ma. (FS_43.2). VLG3782 / NUCLEO 3 / 13989’ - 13998’ NORMAL ULTRAVIOLETA Figura 2-14. Núcleos de la Unidad B-5 en el pozo VLG3782. - 37 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. VLG3782 / NUCLEO 9 / 14148’ - 14157’ NORMAL ULTRAVIOLETA Figura 2-15. Lutitas del tope de la Unidad B-6 (Contacto entre B-Superior y BInferior) en el pozo VLG3782. - 38 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.5. Estudiar el modelo petrofísico del Yacimiento a través de registros, perfiles y núcleos. El objetivo de la caracterización petrofísica es proporcionar para las areniscas del yacimiento, un conocimiento cuantitativo de las posibles características de roca y fluido, estimadas a partir de la información de perfiles de los sesenta y un (61) pozos que atravesaron total o parcialmente el yacimiento. Entre los perfiles con que se cuenta son: Perfiles de rayos gamma (GR), resistividad (Rd), densidad de formación (Rhob) y neutrón (Nphi). Las características de los perfiles de pozos ayudan a determinar con razonable certeza la probabilidad de existencia de hidrocarburo que se pueda recuperar. Tomando en consideración que en áreas probables no se han hechos estudios, y que para una caracterización Petrofísica se requiere establecer unos modelos matemáticos y parámetros de corte para la estimación de las propiedades de las rocas, las cuales determinan rocas reservorios y explotables. Se tomó la información de yacimientos cercanos al área de estudio. De igual manera se debe tomar en consideración los parámetros de roca y fluidos (parámetros eléctricos, petrofísicos, y modelos matemáticos (correlaciones)). Después de haber definido parámetros eléctricos, parámetros de corte y modelos matemáticos, se evaluaron los pozos uno a uno, permitiendo de esta manera determinar la arena neta petrolífera (ANP). Logrando así los mapas de propiedades petrofísicas: - 39 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-16. Mapas Isópacos para el yacimiento. - 40 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-17. Mapas Isópacos para el yacimiento. - 41 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-18. Mapas Isópacos para el yacimiento. - 42 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Figura 2-19. Mapas Isópacos para el yacimiento. - 43 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 2.6. Calcular el P.O.E.S y G.O.E.S. a partir del modelo geológico, datos petrofísicos y del modelo sedimentológico a obtener con el presente trabajo. Para la estimación del petróleo y gas original en sitio (POES y GOES) se utilizó el método volumétrico, a partir de la determinación del volumen de roca (ANP) que conforma el yacimiento y basándose en el modelo geológico, la capacidad de almacenamiento de la roca, propiedades físicas de los fluidos, áreas de drenaje y la fracción de hidrocarburos presentes en los poros de dicha roca, cuya ecuaciones son la siguientes: φ Ec. 6.6 Ec. 6.7 Dónde: 7.758 es la constante de conversión entre las unidades de acres-pies empleadas para el cálculo del volumen de fluidos (VANP = A * hPROM). La unidad resultante es el Barril. VANP volumen de roca yacimiento o arena neta petrolífera (acres-pie) A área de la zona de petróleo (acres) hPROM espesor de la arena neta petrolífera (pies) Ø PROM porosidad (fracción) SwbPROM SoPROM saturación de agua inicial (fracción) saturación de petróleo inicial (fracción) - 44 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Rsi solubilidad del gas en el petróleo original (PCN/BN) Boi factor volumétrico del petróleo (BY/BN) 1/Boi factor de merma En el caso del yacimiento C-SUP VLG3676, la saturación de petróleo inicial (Soi) fue calculada mediante la saturación de agua inicial (Swi) de los pozos que atravesaron el área partiendo de la ecuación siguiente: Soi = 1 – Swb La saturación de agua inicial estimada por petrofísica es: SwbPROM = 0,227 (22,70%) por lo tanto, la saturación de petróleo inicial es: SoiPROM = 0,773 (77,30%). La porosidad efectiva promedio calculada mediante las evaluaciones petrofísicas es: Phie = Ø PROM = 0,13 (13,00%) El factor volumétrico del petróleo fue calculado a partir de análisis de fluido PVT validos en el yacimiento en Boi = 1,364 BY/BN. La solubilidad del gas en el petróleo original fué estimada en Rsi = 790 PCN/BN. Sustituyendo los valores en las ecuaciones tenemos: POES = 2.950.846 MBN GOES = 2.325.266 MMPCN - 45 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Dando como resultado que el yacimiento C-SUP VLG3676 tiene asociado un volumen de petróleo (POES) de 2.950.846 MBN y un volumen de gas asociado (GOES) de 2.325.266 MMPCN (Tabla 2-2). Yacimiento C-SUP VLG3676 POES (MBN) GOES (MMPCN) 2.950.846 2.325.266 Tabla 2-2. Valores de POES y GOES resultantes para el yacimiento C-SUP VLG3676 2.7. Conclusiones Parciales. Culminados los análisis a los diversos modelos planteados anteriormente, se puede contar con todos los parámetros geológicos actualizados, lo que nos permite obtener un plan estratégico de explotación de crudo y gas, incrementando así la producción de la Unidad de Producción CEUTATRECO, específicamente en el Yacimiento C-SUP VLG3676. - 46 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. CAPITULO 3. Análisis e Interpretación de Resultados 3.1. Describir la estructura geológica del Yacimiento C-Superior VLG3676. A medida que se realizaba el análisis e interpretación de los datos sísmicos y la generación de polígonos de fallas y mapas estructurales, se efectuaba de manera simultánea el análisis de los resultados obtenidos con el modelo estructural anterior. Obteniendo lo siguiente: El área del estudio a nivel del Eoceno no presenta complejidad estructural, sin embargo en algunas zonas los reflectores sísmicos no tienen buena continuidad lateral, lo que dificulta la interpretación de los horizontes. La mayor cantidad de fallas se identificaron a nivel de las calizas del Cretácico (Socuy – La Luna). La estructura del área de estudio a nivel del Eoceno “B” y “C” es un homoclinal de buzamiento suave (3° a 6°) hacia el sur (S), limitado por dos sistemas de fallas principales que se extiende regionalmente de sur a norte (S-N): el sistema de fallas Pueblo Viejo – Ceuta VLG-3686 como límite este (E) y el sistema de fallas Lagotreco VLC-70 como límite oeste (O). Con Ingeniería de yacimientos se definieron los límites de las acumulaciones o yacimientos petrolíferos, cotejándose la interpretación estructural con los análisis de fluidos y presiones. El límite norte (N) de la acumulaciones en el Eoceno “B” y “C” lo constituye la falla normal N-VLG3720, de rumbo suroeste SO-NE y buzamiento al noreste (NE), que pasa a 150 m del pozo VLG-3720 y 850 m al norte del pozo VLG-3734. Las mediciones de presiones recientes en los pozos VLG-3921 del Área 2 Norte y VLG-3920 y VLG-3923 del Área 2 Sur (2010 - 2012) a nivel del Eoceno "C" han evidenciado que esta falla constituye un sello entre el Área 2 Norte - 47 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. y el Área 2 Sur, debido a que se han presentado diferenciales de presión entre 4000 y 5000 lpc El límite este (E) de todas las acumulaciones en el Eoceno “B” y “C” lo constituye el sistema de fallas Pueblo Viejo – Ceuta VLG-3686. La posición de esta falla en el nuevo modelo interpretado en comparación con la posición de la falla en el modelo estructural oficial anterior presentó cambios significativos en la zona central a nivel del C-SUP, ya que según la nueva interpretación estructural la falla Pueblo Viejo – Ceuta se encuentra unos 900 a 1200 m hacia el este (E), en comparación con el modelo oficial anterior. En este caso, hubo una aumento en el área de la zona central del yacimiento hacia el este (E). El límite oeste (O) de todas las acumulaciones en el Eoceno “B” y “C” lo constituye el sistema de fallas Lagotreco VLC-70. La posición de esta falla en el nuevo modelo interpretado en comparación con la posición de la falla en el modelo estructural oficial anterior presentó un cambio significativo, ya que según la nueva interpretación estructural, el sistema de fallas VLC-70 constituye en el área de estudio una estructura tipo graben o trinchera, donde la falla que cierra el yacimiento se encuentra unos 1500 m hacia el este (E), en comparación con el modelo estructural oficial anterior En este caso, hubo una reducción en el área del yacimiento hacia el oeste (O). 3.2. Analizar el modelo estratigráfico del Yacimiento C-SUP VLG3676. Para analizar el modelo estratigráfico, se realizó el enfoque básicamente en los estudios de litología y cronoestratigrafía, los cuales permitieron establecer que la sección perforada de la Formación Misoa fue sedimentada durante el Eoceno Temprano a Medio, entre 39.5 Ma y 54.0 Ma. - 48 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 3.3. Interpretar el modelo sedimentológico a partir de la información de núcleos y facies del Yacimiento C-SUP VLG3676. Para llevar a cabo esta acción, se todo en consideración el análisis del núcleo del pozo VLG-3782. Las características observadas, la interpretación de las electrofacies y el análisis secuencial indican que la unidad B-5 se depositó en un Sistema Estuarino con Influencia de Mareas, específicamente en la zona de la cuenca central estuarina, con desarrollo de barras y canales de marea y alta proporción de depósitos de lutitas, con facies indicadoras de influencias de mareas (bidireccionalidad, parejas de arcillas, entre otros). 3.4. Estudiar el modelo petrofísico a través de registros, perfiles y núcleos del Yacimiento C-SUP VLG3676. A partir de la evaluación petrofísica de cada pozo y determinar las propiedades de las rocas asociadas a los espesores arena neta petrolíferas, se tiene el insumo para generar una tabla resumen, donde repose un valor promediado aritméticamente de cada propiedad asociado, el cual nos permita tener una idea del orden de magnitud de cada propiedad, las cuales son utilizadas para la estimación del petróleo original en sitio (POES). 3.5. Calcular el P.O.E.S y el G.O.E.S. A través de los cálculos realizados, se lograron obtener los valores actualizados del Petróleo original en sitio, al igual que el Gas original en sitio. Yacimiento C-SUP VLG3676 POES GOES (MBN) (MMPCN) 2.950.846 2.325.266 - 49 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. CONCLUSIONES 1. A partir de los resultados obtenidos para el yacimiento C-SUP VLG3676, se generó un sometimiento de reservas probadas por concepto de revisión por división, asociado al cambio de los siguientes parámetros oficiales para C-SUP: disminución del área total de 36.400 a 31.067 acres, disminución de la porosidad de 14 a 13%, disminución del Boi de 1,456 a 1,365, incremento de la So de 75 a 77,3 % además de cambios en la interpretación de la permeabilidad absoluta de 70 a 65 mD, debido a la inclusión de núcleos recientes. 2. La interpretación estructural permitió subdividir el área de estudio en tres zonas o regiones: una zona Norte, que limita al Norte (N) con la falla N-VLG-3720, al Sur (S) con la falla S-VLG-3755, al Este (E) con la falla Pueblo Viejo – Ceuta y al Oeste (O) con la falla VLC-70; una zona Central, que limita al norte (N) con la falla S-VLG-3755, al Sur (S) con la falla VLG-3811, al Este (E) con la falla Pueblo Viejo – Ceuta y al Oeste (O) con la falla VLC-70 y una zona Sur, que limita al Norte (N) con la falla VLG-3811, al Sur con el BCP @ -18200’, al Este (E) con la falla Pueblo Viejo – Ceuta y al Oeste (O) con la falla VLC-70. 3. Con el modelo estratigráfico, se determinó que los reflectores más fuertes o marcados corresponden a 2 eventos estratigráficos principales: la Discordancia del Eoceno (EREO) y la Discordancia del Paleoceno (Guasare), que constituyen a su vez límites de secuencias de primer orden. Esta fue la base para efectuar la calibración sísmica pozo y la interpretación de los horizontes. De la misma manera, se cotejó la interpretación de 3 fallas con 4 cortes de fallas interpretados en correlaciones de pozos. - 50 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 4. El límite sur de las acumulaciones en el intervalo C-SUP no ha sido aún identificado; sin embargo, en los datos sísmicos analizados se reconocieron estos horizontes hasta 9 Km al Sur (S) del pozo VLG-3807, lo cual es evidencia de que aunque los espesores se adelgazan, las unidades estratigráficas del C-SUP están presentes hacia el Sur (S) del área de estudio, constituyendo esto una oportunidad de adicionar futuros pozos de avanzada en esa dirección. 5. Desde el punto de vista litoestratigráfico, se identificó que el Miembro informal Arenas “C” (Eoceno “C”) de la Formación Misoa, está conformado en el área de estudio por 2 intervalos y 9 unidades: el intervalo C-SUP conformado por 5 unidades: C-1, C-2-S, C-2-I, C-3-S y C-3-I. 6. A partir de la elaboración del Modelo Sedimentológico se interpretó que las unidades del Eoceno “C” de la Formación Misoa, se depositaron en un sistema deltaico donde se alternaron fases constructivas y fases destructivas, desarrollando una amplia llanura que estuvo afectada por corrientes de marea. 7. Los resultados generados a partir del Modelo Petrofísico para el yacimiento CSUP VLG3676 fueron: modelo de arcillosidad: Clavier; modelo de porosidades: Densidad/ Neutrón; modelo de saturación: Waxman y Smith; modelo de permeabilidad: ecuación de permeabilidad en función de la porosidad y el Gamma Ray. 8. El POES calculado para el yacimiento C-SUP VLG3676 es de 2.950.846 MBN y GOES de 2.325.266 MMPCN, con un factor de recobro primario de 23,6% para el líquido y 85,7% para el gas. - 51 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. RECOMENDACIONES 1. Actualizar las cifras del factor de recobro primario del crudo y del gas así como también las reservas recuperables, de acuerdo a los resultados de ésta revisión a fin de que sean asentados en el libro oficial de reservas del año 2014. 2. Asociarle un volumen in situ (POES y GOES) al yacimiento C-SUP VLG3676 de 2.950.846 MBN y 2.325.266 MMPCN, con un factor de recobro primario de 23,6 % para el líquido y 85,7 % para el gas, productos del cálculo de esta revisión, con el fin de ser asentados en el libro oficial de reservas del año 2014. 3. Se recomienda la toma de análisis físico-químico a medida que los pozos aumenten su porcentaje de agua y sedimentos. 4. Se recomienda realizar un estudio geoquímico detallado del yacimiento, para evaluar la prospectividad real del mismo, en vista de que se considera que es un yacimiento con zona de transición entre los intervalos. - 52 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Álvarez J., Padrón V., Delgado M. 2008. Pozo VLG-3768 Estudio Petrográfico Intervalo 15405’1” – 15570’1”. Código PDVSA 000957. Puerto La Cruz. 2. Andersen, M.A. 1985. Predicting reservoir condition PV compressibility from hydrostatic stress laboratory data. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Las Vegas, SPE 14213, 22-25. 3. Andersen, M.A.; Jones, F.O. 1985. A comparison of hydrostatic-stress and uniaxial-strain PV compresibility using no linear elastic theory. 26th U.S. Symposium of Rock Mechanies, Rapic City, SD. 4. Beicip Franlab, PDVSA. 2007. Modelo Estático del C-SUP G3676. Área 2 Sur, Bloque VII: Ceuta. 5. Chacartegui F. 1996. Estudio sedimentológico y diagenético del intervalo C- 3 Formación Misoa. Eoceno medio Área 2 Sur, Campo Bloque VII: Ceuta. PDVSA, EPC-14125. Caracas. 6. Chacón J. 2007. Estudio Petrográfico, Microscópico Electrónico de Barrido (MEB) y Energía Dispersiva por Rayos- X (EDX) del Yacimiento VLG-3676, Área 2 Sur, Campo Bloque VII: Ceuta, basado en los núcleos VLG-3738, VLG-3743, VLG3768, VLG-3780”. PDVSA, IT-OC-2007-857, DT. Maracaibo. 7. Dalrymple, R., Zaitlin, B., Boyd, R. 1992. A conceptual model of estuarine sedimentation Journal of Sedimentary Research 62:1130-1146. 8. Duno, L. 2005. Trabajo Especial de Grado: “Actualización del Modelo Petrofísico del yacimiento VLG-3729 del área 8, Bloque VII de la Unidad de Explotación Lagotreco”. Cota: TESIS-0698,2005. Maracaibo. 9. Duno, L. 2006. Modelo Petrofísico del Yacimiento Eoceno “B” VLG-3691, Área 2 Sur Campo Bloque VII: Ceuta, Lago de Maracaibo. Código PDVSA: IT-OC2006-731, DT. Maracaibo. - 53 - �Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. 10. Duno L., Aguilar C. 2006. Análisis Mineralógico a Partir de Perfiles Espectrales y Análisis XRD del Yacimiento VLG-3676 del Área 2 Sur, Campo Bloque VII: Ceuta. Código PDVSA: IT-OC-2006-729.DT. Maracaibo. 11. Gonzáles C. 2012. Análisis Sedimentológico de los núcleos VLG-3738, VLG-3768, VLG-3782 y VLG-3793. Campo Bloque VII: Ceuta. Schlumberger, Maracaibo. 12. Gunter, G.W., Finneran, J.M.,Hartman, D.J. y Miller, J.D., 1997. 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Corrección de los valores de porosidad y permeabilidad de núcleo medidos a un único punto de presión de laboratorio. SPE Latinoamerica Oil and Gas Congress, Maracaibo, Venezuela. SPE-WVS-113. - 56 - � 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 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 Análisis geológico del yacimiento C-Superior VLG3676 perteneciente a la Unidad de Producción Ceutatreco, División Lago, Distrito Lago Sur. Creator An entity primarily responsible for making the resource Sileina Anielis Bozo Zacarías 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/7bc35ad2247f186b70bfcb2a4e2a637e.pdf d1f88c3ada58796d419b226871b080e5 PDF Text Text TESIS CARACTERIZACION GEOLOGICA DE LOS PERFILES DE INTEMPERISMO DEL YACIMIENTO PRONOSTICO, MUNICIPIO MOA, HOLGUIN Terina Marrero Pérez �Página legal Título de la obra: Caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico, municipio Moa, Holguín, 78pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1.Autor: Terina Marrero 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 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 Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �ISMMM REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO FACULTAD DE GEOLOGIA Y MINERIA DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA “CARACTERIZACION GEOLOGICA DE LOS PERFILES DE INTEMPERISMO DEL YACIMIENTO PRONOSTICO, MUNICIPIO MOA, HOLGUIN” Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología. Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos Minerales. 9na Edición Autor: Ing. Terina Marrero Pérez Tutor (es): Dr. C. Waldo Lavaut Copa Dr. C. Carlos Alberto Leyva Rodríguez Página 1 �ISMMM Indice INTRODUCCIÓN 1.1. Marco teórico conceptual de la investigación CAPÍTULO I: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL YACIMIENTO PRONÓSTICO 1.1. Ubicación geográfica regional 1.2. Geomorfología 1.3. Clima 1.4. Hidrografía 1.5. Suelos 1.6. Vegetación 1.7. Comunicaciones y economía 1.8. Sismicidad 1.9. Características geológicas regionales 1.10. Geología del yacimiento Pronóstico 1.11. Tectónica 1.12. Fenómenos y procesos geodinámicos CAPÍTULO II. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS 2.1. Etapa preliminar 2.2. Etapa experimental 2.3. Etapa de procesamiento e interpretación de los resultados CAPÍTULO III. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE LOS PERFILES DE INTEMPERISMO DEL YACIMIENTO PRONÓSTICO 3.1. Características de los horizontes de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico 3.2. Características mineralógicas del yacimiento Pronóstico 3.3. Características petrográficas del yacimiento Pronóstico 3.4. Características de los diferentes tipos de perfiles de intemperismo de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico 3.5. Características de los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico 3.6. Características de los perfiles lateríticos-saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico 3.7. Características de los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico 3.8. Características geoquímicas de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones Recomendaciones BIBLIOGRAFÍA 1 4 15 15 16 16 17 18 19 19 20 21 24 25 28 30 31 31 32 33 33 41 46 51 59 63 67 71 76 76 77 78 Página 9 �ISMMM INTRODUCCIÓN Las zonalidades meníferas en la corteza de intemperismo en rocas máficas y ultramáficas ofiolíticas se hace necesaria para su desarrollo e introducción en las investigaciones geológicas y es de gran importancia por la existencia de una gran diversidad de procedimientos y criterios establecidos, los cuales encierran varias zonas meníferas en una sola o desmembran las zonas meníferas naturales en subconjuntos amarrados a determinados intereses particulares (aplicación de criterios composicionales o para un fin práctico determinado, tal como la estimación de las masas volumétricas, subdivisión por color, granulometría, textura), lo que conduce a la pérdida de información geológica, obstaculizando las interpretaciones y deducciones geólogo-genéticas, así como la captación y representación de la información geológica en su estado natural. La corteza de intemperismo constituye un cuerpo geológico zonal formado sobre un substrato de rocas consolidadas (basamento o rocas madres) bajo la acción de los agentes de meteorización, en los que juegan un papel decisivo el tipo o variedad de rocas madres, las pendientes del terreno, las particularidades microclimáticas y el régimen hidrodinámico de la localidad. Ésta es también llamada regolito y se subdivide en unidades mayores y menores según los horizontes, la composición mineral y las particularidades geoquímicas del proceso de su formación. En este aspecto, los horizontes son: laterita, saprolita y roca madre o basamento (Lavaut W, 2003). El presente trabajo expone la base teórica de la investigación realizada en el yacimiento Pronóstico, el cual forma parte del conjunto de yacimientos Moa Occidental Página 10 �ISMMM III, ubicado en el municipio Moa, provincia Holguín, Cuba, teniendo en cuenta la información mineralógica de los yacimientos residuales de corteza ferroniquelíferas tanto de Cuba como de otros países, expresándose la necesidad de conocer y definir, con técnicas analíticas instrumentales, la composición química y mineralógica de la zona silicatada en estos yacimientos lateríticos de níquel. La presente investigación titulada “Caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico, municipio Moa, Holguín.” Surge por el siguiente: Problema Necesidad de establecer y caracterizar geológicamente los diferentes horizontes de intemperismo del yacimiento “Pronóstico” remanentes, como consecuencia del minado selectivo de la mena limonita de balance (LB), de acuerdo al cut-off (Ni≥1.0 %, Fe≥12.0 %) establecidos para los yacimientos concesionados de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A). Objeto de estudio Los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico. Campo de acción Las características geológicas de los perfiles de intemperismo Objetivo general Determinar el grado de afectación del horizonte laterítico extraído (limonita de balance, LB), sobre las características geológicas de la corteza de meteorización del yacimiento “Pronóstico” y su incidencia en las zonas meníferas. Hipótesis Si se determinan los diferentes horizontes meníferos que conforman los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico, a partir de las características geológicas y su Página 11 �ISMMM composición sustancial, entonces se podrá realizar un uso más racional del yacimiento durante la explotación minera. Objetivos específicos a) Cartografiar la corteza de meteorización: horizontes y perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico. b) Caracterizar la composición química, mineralógica y las propiedades físicas de los horizontes y los deferentes tipos de perfiles de intemperismo. d) Establecer la distribución de los contenidos de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) y nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) de los perfiles de intemperismo. La tesis se ha estructurado en tres capítulos que responden a los objetivos específicos planteados. En el capítulo I, se brinda las características físico-geográficas y geológicas regionales y las particularidades del yacimiento Pronóstico. El capítulo II, brinda la metodología y volúmenes de los trabajos realizados para la caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico y el capítulo III, se ofrece la caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico. Los métodos de investigación científica empleados fueron los métodos empíricos y teóricos. Los métodos empíricos utilizados fueron la observación, las mediciones in situ y los análisis de laboratorio. Las bases de datos se procesaron estadísticamente. Entre los métodos teóricos: Análisis-síntesis, que permitió, del análisis de la investigación documental y de los trabajos de campo y gabinete para concluir en la cartografía de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico. Aporte práctico Página 12 �ISMMM a) Conocimiento del grado de afectación al perfil de la corteza de meteorización como consecuencia del minado selectivo de la mena limonitica de balance (LB) de acuerdo al cut-off (Ni≥1.0 %, Fe≥12.0 %), establecido para la extracción de los yacimientos concesionados de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A). b) Metodología empleada en la caracterización geológica de los perfiles de intemperismo para el aprovechamiento racional del yacimiento Pronóstico. Fundamento metodológico La caracterización geológica de los perfiles de intemperismo se basa en la determinación de las estructuras de los horizontes de la corteza de meteorización, que abarca los tipos de perfiles de intemperismo, la modelación de los horizontes de la cortezas de intemperismo de rocas máficas y ultramáficas en los niveles del corte ofiolítico de las tectonitas, de los factores que influyen en el actual estado del yacimiento, producto a la actividad minera realizada por la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A) anteriormente, caracterizados por mapas de factores condicionantes, que se combinan para definir los distintos grados de afectación de las áreas minadas, obteniendo como resultado el mapa de perfil de intemperismo. La integración de toda la información en formato digital, tanto de forma espacial (mapas) como los atributos (datos), se realiza sobre las observaciones y documentaciones geológicas de muchos afloramientos, incluyendo cortes patrones, testigos de la perforación de pozos paramétricos (mineralógicos) y pozos básicos (ordinarios) avanzados por la red de 33.33 x 33.33 m, diferentes densidades, así como del estudio detallado de las paredes de los pozos criollos. Se utilizaron los resultados de los análisis químicos, mineralógicos, granulométricos, de propiedades físicas (masas volumétricas, humedad natural). La investigación se complementó con una amplia búsqueda bibliográfica tanto de archivo como de publicaciones cubanas y extranjeras, realizándose la generalización y sistematización de la información existente. Los resultados de esta investigación pueden ser utilizados por la Empresa Mixta Ferroníquel Minera S.A, los cuales son indispensables para la modelación geológica del yacimiento y la resolución de otras tareas primordiales para una minería eficiente. Página 13 �ISMMM 1.1. Marco teórico conceptual de la investigación El marco teórico conceptual en la problemática de establecer y caracterizar geológicamente los horizontes de intemperismo del yacimiento Pronóstico y su potencialidad menífera actual, como consecuencia del minado selectivo de la mena limonita de balance (LB) de acuerdo al cut-off (Ni≥1.0%, Fe≥12.0%), establecidos para la explotación de los yacimientos concesionados de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A), teniendo en cuenta el comportamiento químico-mineralógico a través de la estructura de los horizontes de intemperismo de la corteza de meteorización, considerando las leyes y principios geoquímicos que rigen el desarrollo de las cortezas de intemperismo. Para las lateritas de Cuba se desarrolló una clasificación específica para la zonalidad menífera y los perfiles de intemperismo con fundamento en los horizontes, vigente en la actualidad (Lavaut, 1987-2003), la cual será utilizada como base para la tesis, así como los tipos de modelos descriptivos de depósitos de níquel, establecidos para Cuba (Lavaut, et al. 2003). La corteza de intemperismo constituye un cuerpo geológico zonal, formado sobre un substrato de rocas consolidadas (basamento o rocas madres), bajo la acción de los factores de meteorización, en los que juega un papel decisivo el tipo o variedad de roca madre, la pendiente del terreno, las particularidades microclimáticas y el régimen hidrodinámico de la localidad. Según la composición zonal, se establecen tres grandes familias de perfiles de intemperismo que se subdividen en ocho tipos (Lavaut. 2003). Ver figura 1. El clasificador establece la existencia de ocho tipos de perfiles de intemperismo, en dependencia de la cantidad y combinación de las zonas meníferas en un punto dado del terreno, lo que no constituye una conjetura teórica, sino el resultado de la observación, la generalización y sistematización científica de los perfiles de intemperismo realmente encontrados en la práctica en Cuba. Esto implica el tratamiento de los horizones meteorizados abarcando todo el espesor de la corteza de Página 14 �ISMMM intemperismo, lo cual es asequible a simple vista por cualquier persona en la materia (geólogo, edafólogo, geógrafo, agrónomo). Aplicando la metodología de Lavaut. 2003. Estos tipos de perfiles los agrupamos primeramente en tres grandes familias y luego se subdividen en: a) Perfiles lateríticos, con cuatro tipos de perfiles: 1) inestructural completo; 2) inestructural incompleto; 3) estructural completo y 4) estructural incompleto. b) Perfiles lateríticos-saprolíticos, con dos tipos de perfiles: 5) estructural completo y 6) estructural incompleto. c) Perfiles saprolíticos, con dos tipos de perfiles: 7) estructural completo y 8) estructural incompleto. Figura 1. Clasificación del perfil de intemperismo según Lavaut. 2003 Página 15 �ISMMM En la tabla 1, se expone una correlación realizada por Lavaut, 2003. Entre los términos de los horizontes de intemperismo utilizados fuera de Cuba por diferentes investigadores y los presentados en esta investigación fueron introducidos y aplicados en Cuba desde hace dos décadas. Tabla. 1. Correlación terminológica sobre la corteza de meteorización (Lavaut, 2003) Página 16 �ISMMM Página 17 �ISMMM Estado del arte Se concidera necesario para la caracterización de los perfiles de intemperismo en el yacimiento Pronóstico los siguientes trabajos geológicos: I. Control litológico-mineralógico de la mineralización en la corteza de intemperismo de ultramáficas del campo mineral-yacimientos Punta Gorda, Las Camariocas y Piloto. Isla de Cuba. Tesis Doctoral. Lavaut Copa W. Moscú, 1987. Se refiere al Control litológico-mineralógico de la mineralización en la corteza de intemperismo de ultramáficas del campo mineral-yacimientos Punta Gorda, Las Camariocas y Piloto. Isla de Cuba. El autor estableció la zonalidad de las cortezas de intemperismo, de la composición petrográfica del sustrato en el proceso geológico de acumulación mineral y las particularidades de los perfiles de la corteza de intemperismo en dependencia de las condiciones microclimáticas e hipsométrica y formas del relieve con un enfoque litológico de la zonalidad de la corteza de meteorización, lo que es importante para la exploración de los yacimientos y para la orientación de los trabajos de prospección geológica para menas cobaltíferoniquelíferas en la región de Moa y otras regiones de La Isla. II. Clasificador para Modelación Litológica de las Lateritas. Artículo. Lavaut Copa W.1998. Considera un clasificador de la estructura litológica de la corteza de meteorización abarcando su zonalidad litológica vertical y tipos litológicos de perfiles de intemperismo para ser empleado durante el cartografiado y la modelación litológica de cortezas de intemperismo de rocas máficas y ultramáficas en los niveles del corte ofiolítico de tectónicas, cúmulos y su zona transicional. Esta clasificación se ha desarrollado durante el estudio prolongado de las cortezas de intemperismo de las sierras de Nipe-Cristal y Moa-Baracoa y resume la experiencia cubana en este importante aspecto de las investigaciones geológicas de las formaciones exogénicas. La información procesada permite la creación de mapas y cortes litológicos y geológicos indispensables para la modelación litológica y geológica Página 18 �ISMMM de las áreas con corteza de intemperismo y de los yacimientos con ellas asociados (Fe, Ni, Co, Al y otras materias primas), permitiendo resolver una tarea primordial y permanente de las investigaciones geológicas y para la minería eficiente de los yacimientos de intemperismo. III. Caracterización Geológica de los Perfiles Litológicos. Sector Pronóstico. Moa. Trabajo de 5ta Convención Cubana de Ciencias de la Tierra. Marrero P. T.; 2012. Esta investigación toma en consideración los trabajos Lavaut, 1998. Trata sobre la caracterización geológica de los perfiles litológicos del sector Pronóstico, área minada de la cual se obtuvo como resultado del estudio la confirmación de una alta expansión de los perfiles lateríticos-saprolíticos estructurales incompletos y saprolíticos estructurales incompletos, con un coeficiente de mineralización areal global de 86 %, lo que confirma su potencial menífero. IV. Caracterización Geológica de los Perfiles Litológicos. Sector Vega Fresca. Nicaro. Trabajo de 6ta Convención Cubana de Ciencias de la Tierra. Marrero P. T.; 2015. Esta investigación toma en consideración los trabajos Lavaut, 1998. Trata sobre la caracterización geológica de los perfiles litológicos del sector Vega Fresca, área minada de la cual se obtuvo como resultado del estudio, la confirmación de una alta expansión de los perfiles lateríticos-saprolíticos estructurales incompletos; lateríticossaprolíticos estructurales completos y el saprolítico estructural incompleto, con un coeficiente de mineralización areal global de 72.22%, lo que confirma su potencial menífero para la variante cut-off Ni≥0.90 %. V. Reevaluación Geológica de los Recursos Remanentes de la Minería en Nicaro. Informe. Marrero P. T.; et al. 2014. Esta investigación realiza una reevaluación geológica de los recursos remanentes de la minería en Nicaro de los sectores Canadá, Vega Fresca y Vega Grande. • El sector Canadá, se caracteriza por una alta difusión de los perfiles, lateríticos saprolíticos estructurales incompletos; saprolíticos estructurales completos y los Página 19 �ISMMM lateríticos saprolíticos estructurales completos, con un coeficiente de mineralización areal de 64.71%, lo que confirma su potencial menífero, para la variante cut-off Ni ≥ 0.90 %. • El sector Vega Fresca, se caracteriza por una alta difusión de los perfiles, lateríticos saprolíticos estructurales incompletos; lateríticos saprolíticos estructurales completos y los saprolíticos estructurales incompletos, con un coeficiente de mineralización areal 72.22%, lo que confirma su potencial menífero, para la variante cut-off Ni ≥ 0.90 %. • El sector Vega Grande, se caracteriza por una alta difusión de los perfiles, lateríticos-saprolíticos estructurales incompletos y saprolíticos estructurales completos, con un coeficiente de mineralización areal de 95.0%, lo que confirma su potencial menífero, para la variante cut-off Ni≥0.90 %. En Cuba existe un estudio muy detallado sobre la caracterización de los perfiles de intemperismo, en la parte Occidental del paí se encuentra en Pinar del Río, el yacimiento Cajálbana (Cardoso L.; et al. 2009), plantean que se establecen los perfiles lateríticos completos aparece en zonas muy reducidas en 0.78 %, los perfiles lateríticos saprolíticos, exhiben mayor difusión, los perfiles saprolíticos con un 9.0 % aunque son inestables desde el punto de vista de su mineralización. Los lateríticos– saprolíticos incompletos son los más difundido con un 88 % del total. En el Centro del país (Camagüey), el yacimiento San Felipe,(Rodríguez y Chang, 2001), plantean: que el perfil de la corteza de intemperismo de San Felipe está representado de arriba hacia abajo por una coraza de hierro con sílice que se presenta en superficie generalmente en forma de bloques, formados por la aglomeración de fragmentos de sílice y pisolitas de hierro, dado a la movilización a corta distancia y reprecipitación del hierro en forma de complejos orgánicos metálicos (concreciones ferruginosas/pisolitas) que se originan a partir de la segregación de ácidos orgánicos por las raíces de las plantas. Página 20 �ISMMM Inmediatamente hacia abajo se desarrolla un horizonte de ocres no texturales conteniendo pisolitas de hierro en proporciones variables y a veces bloques de coraza en la masa de los ocres, generalmente las pisolitas se hacen más frecuentes hacia la superficie, formando en ocasiones una capa superficial de perdigones sueltos; en este horizonte se distribuyen los fragmentos de sílice libre en proporciones variables. Generalmente dentro de este horizonte, encontramos dos zonas claramente identificables: 1. Ocres no texturales con o sin perdigones que constituyen los primeros metros del corte. 2. Ocres texturales limonítico de textura relíctica a bandeada, frecuentemente con sílice dispuesta en vetas y vetillas lenticulares y nódulos de ópalos y calcedonias marshalitizadas, oxidadas, de coloración abigarrada (amarillo claro, rojo oscuro, blanco, gris, negro). Zona rica en sílice libre. Hacia abajo en el perfil se pasa gradualmente a un material más arcilloso debido a la presencia de arcillas nontroníticas; aunque se observa predominio de los ocres limoníticos; este material presenta mineralización en mayor o menor grado, por estar situado en la zona de transición. En la parte Oriental del país hacia el NE en Holguín, (Nicaro) se encuentran los yacimientos Grupo Nicaro (Martí, Solibano, Ocujal, Luz Norte), son yacimientos explotados pero no se han realizado estudios de los perfiles litológicos. (Laborda M.; et al. 2010), plantea que los yacimientos: Pinalito y Micara, predominan los perfiles lateríticos y lateríticos–saprolíticos incompletos como los más difundidos. En Moa se encuentran los yacimientos Camarioca Este, Punta Gorda, Yagrumaje Sur, Yagrumaje Norte, concesionados de la Empresa Ernesto Che Guevara, los cuales tienen cut-off (Ni≥0.90 % y Fe ≥12.0 %), (Madariaga L.; et al. 2007), plantea que predominan en estos yacimientos los perfiles lateríticos y lateríticos–saprolíticos, aunque estos yacimientos de la corteza de intemperismo inmaduras o sea la zona saprolítica es insignificante con respecto a la zona limonítica. Página 21 �ISMMM Los yacimientos (Camarioca Norte, Cantarrana, Santa Teresita, La Delta), concesionados por la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A), con cut-off de explotación (Ni≥1.0 % y Fe ≥12.0 %), (Ferro P.; et al. 2013) predominan los perfiles lateríticos y lateríticos–saprolíticos. Los yacimientos (Yamanigüey Oriental, Yamanigüey Cuerpo I y su periferia, Pronóstico, Atlantic y Zona Sur), concesionados de la Empresa Mixta Ferroníquel Minera S.A, con (Ni≥1.0 % y Fe ≥8.0-35.0 %), están relacionados con el tema y se encuentra el yacimiento Pronóstico que es objeto de la investigación, los cuales son yacimientos minados con potencias significativas de material saprolítico y de forma general predominan los perfiles lateríticos-saprolíticos y saprolíticos. VI. Evaluación preliminar del Potencial Menífero del Área del Proyecto y su Control Geológico. Proyecto. Mourlot J.L.; et al. 2006. Es un estudio preliminar de redes para el área del depósito Yamanigϋey y toma en consideración los trabajos Lavaut Copa W. 2006. Se realizó en base la creación de un nuevo clasificador litológico, adecuado para captar los elementos del control geológico del mineral. CLASIFICACION LITOLOGICA PARA EL CONTROL DEL MINERAL SAPROLITICO. Por Dr. Waldo Lavaut; 2006. Página 22 �ISMMM LATERITA ESTERIL →Fe≥35 Y Ni<0.7 SAPROLITA ESTERIL →Ni<0.7 Y Fe≥8 Y Fe<35 BASAMENTO ESTERIL →Ni<1 Y Fe<8 BASAMENTO MINERALIZADO →Ni≥1 Y Fe<8 LATERITA LB →Fe≥35 Y Ni≥1 LATERITA MINERALIZADA →Fe≥35 Y Ni≥0.7 Y Ni<1 SAPROLITA BLANDA MINERALIZADA →Fe≥18 Y Fe<35 Y Ni≥0.7 Y Ni<1.7 SAPROLITA DURA MINERALIZADA →Fe≥8 Y Fe<18 Y Ni≥0.7 Y Ni<1. SAPROLITA BLANDA RICA →Fe≥18 Y Fe<35 Y Ni≥1.7 SAPROLITA DURA RICA →Fe≥8 Y Fe<18 Y Ni≥1.7 VII. Informe Geológico sector Yamanigüey Cuerpo I red de 16.66 x 16.66 m (11 bloques).Informe. Mourlot J. L.; et al. 2009. En el sector Yamanigüey Cuerpo I red de 16.66 x 16.66 m (11 bloques), se realizó un procesamiento de datos que reflejan la alta efectividad del complejo de métodos de investigación utilizado en el estudio del mineral saprolíticos, lográndose un elevado conocimiento de las características físicas, químicas y mineralógicas en todo el corte geológico, logrando superar las deficiencias detectadas en las exploraciones pretéritas. El área se caracteriza por una alta difusión de los perfiles lateríticos saprolíticos y saprolíticos con un elevado coeficiente de mineralización areal de 96.30%, lo que confirma su alto potencial menífero y la fase mineral predominante en los horizontes del perfil saprolítico del yacimiento es la del grupo de serpentina hipergenética (fundamentalmente del tipo Lizardita); los perfiles lateríticos se asocian a la goethita, que es las fase mineral portadora de los mayores contenidos de Ni en ambos horizontes. VIII. Informe Geológico sector Yamanigüey Cuerpo I y su Periferia red 33.33x33.33m. Informe. Mourlot J.L.; et al. 2010. Página 23 �ISMMM En el sector Yamanigüey Cuerpo I y su Periferia red 33.33 x 333 m, se caracteriza por ser una área de alta difusión de los perfiles lateríticos saprolíticos y saprolíticos con un coeficiente de mineralización areal global de 80.93%, lo que confirma su potencial menífero, la fase mineralógica principal en los horizontes limoníticos es la goethita y en los horizontes de saprolitas finas, medias y gruesas (OEI, RML, RMA) es la de los minerales del grupo de la serpentina en su variedad lizardita. IX. Informe Geológico Final Sector Zona Sur. Red 33.33 x 33.33 m. Informe. Legrá I.; et al. 2010. En el sector Zona Sur red 33.33 x 33.33 m, se realizó un procesamiento de datos: obteniéndose en el área los tipos perfiles litológicos lateríticos-saprolíticos estructurales incompletos con una frecuencia de aparición de 71.86 % y un coeficiente de mineralización de 85.52%. Los perfiles saprolíticos estructurales completos con un coeficiente de mineralización de 91.42% y una distribución areal de 15.14 %, el resto de los perfiles están pocos representados. X. Informe Geológico sector Yamanigüey Periferia red 16.66 x 16.66 m. Informe. Mourlot J.L.; et al. 2011. En el sector Yamanigüey Periferia red 16.66 x 16.66 m, se realizó un procesamiento de datos, obteniéndose un predominio de los perfiles lateríticos saprolíticos y saprolíticos con una distribución areal de 92.44 %, los cuales son los responsables de la mineralización con la saprolita gruesa (RMA) y media (RML) como las litologías más representativas del sector. XI. Informe Geológico sector Pronóstico red 33.33 x 33.33 m. Informe. Marrero T.; et al. 2012. En el sector Pronóstico red 33.33 x 33.33 m,se obtiene como resultado una alta difusión de los perfiles lateríticos-saprolíticos estructural incompleto y saprolíticos estructural completo, con un coeficiente de mineralización areal de 86%, lo que confirma su potencial menífero. Por su composición química, física y mineralógica existe un amplio desarrollo del horizonte saprolítico, que son los de mayor Página 24 �ISMMM concentración de níquel, siendo la fase mineral principal los minerales del grupo de la serpentina, conjuntamente con la goethita y para la zona limonítica la goethita. De manera general se concidera que han sido múltiples los trabajos realizados en el tema de los perfiles de intemperismo, una gran cantidad de especialistas cubanos han profundizado en ello partiendo de los objetivos que se han trazado, no obstante, muchos de una manera u otra han dirigido sus experiencias y conclusiones hacia la prospección geológica. Aplicabilidad de la investigación Los resultados de la presente tesis brindarán el modelo geológico actual del yacimiento Pronóstico, sus características químicas, mineralógicas, especialmente de la zona saprolítica del yacimiento para su utilización en la producción futura de ferroníquel en nuestro país. CAPÍTULO I: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL YACIMIENTO PRONÓSTICO 1.1. Ubicación geográfica regional El yacimiento está en la Concesión de investigación Moa Occidental III, ubicado en el municipio Moa, provincia de Holguín, dentro de la hoja 5277 IV. Ver figura 1.1. Página 25 �ISMMM Figura 1.1. Ubicación geográfica del yacimiento Pronóstico El yacimiento Pronóstico tiene un área general aproximadamente de 2.66 km 2, el mismo comprende dos cuerpos: el cuerpo 2 al SE, con una extensión de 0.49 km 2, limitando en esta misma dirección con el sector Atlantic y el Cuerpo1 al NW con una extensión de 2.17 km2 y limita hacia el N con el sector Yamaniguey cuerpo I y su Periferia. Ver tabla 1. 1. Límites del yacimiento Pronóstico No 1 2 Coordenadas Locales Xl (m) Yl (m) 2100 4500 5100 4500 Coordenadas Nacionales Xn (m) Yn (m) 689719.14 214894.63 692718.93 214929.92 Página 26 �ISMMM 3 4 1 5100 2100 2100 6600 6600 4500 692694.23 689694.44 689719.14 217029.77 216994.49 214894.63 1.2. Geomorfología El relieve se encuentra deformado por la actividad minera realizada por la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A) con fines industriales, quedando con las características de un relieve accidentado con grandes picos y depresiones, acumulándose en estas las precipitaciones que forman grandes estanques artificiales de agua en períodos de lluvias, que en tiempos de seca desaparecen.(Marrero T.; et al. 2012). 1.3. Clima El clima es tropical, el mismo se ve influenciado por la orografía. Las barreras montañosas del grupo Sagua–Baracoa sirven de pantalla a los alisios del noreste, los cuales hacen descargas de abundantes lluvias en la parte norte del municipio. Del análisis del trabajo de (Vega, 2006) podemos resumir: Precipitaciones: el promedio de precipitaciones anuales está entre 1600-2200 mm y la evaporación anual entre 2200-2400 mm; los meses de noviembre y diciembre son los más lluviosos y marzo, julio y agosto los más secos. Vientos: estos son de moderada intensidad; casi todo el año soplan los vientos alisios provenientes de la periferia del anticiclón subtropical oceánico de Las AzoresBermudas, provocando que el mismo en superficie tenga una dirección noreste–este fundamentalmente. Temperaturas: la temperatura del aire media anual es aproximadamente 27°C, en el verano se alcanzan valores de 30°C hasta 32°C y en el invierno de 22°C a 26°C. La temperatura media anual oscila entre 22.6ºC-30.5ºC, siendo los meses más calurosos desde julio hasta septiembre y los fríos de enero a febrero. Humedad: la humedad relativa de la zona es alta debido a la exposición marítima del territorio, influyendo en este aspecto las precipitaciones, las que son abundantes todo Página 27 �ISMMM el año. Los meses que poseen los mayores valores se ubican de noviembre-abril, alcanzándose las máximas de diciembre a enero, lo cual se debe al ascenso orográfico o forzado del viento que favorece las altas precipitaciones al inicio y final del período de transición verano-invierno. Presiones atmosféricas: durante el invierno se producen las más altas presiones, disminuyendo éstas hasta alcanzar las mínimas en los meses de mayo a octubre. La presión media anual es de 1017.3 hp, siendo la media máxima mensual de 1022.2 hp en el mes de septiembre. 1.4. Hidrografía El yacimiento forma parte de la Concesión Moa Occidental III, ubicado en el Macizo Hidrogeológico Nipe–Baracoa, ubicado desde la Sierra Cristal hasta la cordillera montañosa en Baracoa. Se caracteriza por condiciones hidrogeológicas de sencillas a complejas. La red hidrográfica está poco desarrollada, encontrándose algunos arroyos o cañadas que corren al ocurrir las precipitaciones atmosféricas. La dirección predominante de las aguas en el yacimiento es noroeste-sureste; son de manera mayoritaria alcalina, pues el PH es mayor de 7.2 y en menor grado neutro, en todos los casos sus concentraciones están dentro de los límites máximos admisibles (LMA). Según su dureza y de acuerdo a la clasificación de Alekin son mayoritariamente blandas y en menor por ciento relativamente duras y muy blandas. Por la mineralización son en la mayoría de los casos aguas dulces, ya que sus concentraciones son inferiores a 1 g/l, y de acuerdo a los sólidos totales son aguas de baja mineralización las del manantial. Para la clasificación de las aguas de acuerdo a su químismo tuvimos en cuenta que el % de aniones y cationes fuera superior al 20 %, de acuerdo a esto según el diagrama de Piper es del tipo hidrocarbonatadas magnesianas y sulfatadas magnesianas (figura 1.2). Página 28 �ISMMM Figura 1.2. Diagrama de Piper con los tipos de aguas.(Marrero T.; et al.2012) 1.5. Suelos Existe variedad de suelos como un producto del clima, típicamente tropical, la vegetación y la morfología. En las zonas costeras bajas aparecen ciénagas con un terreno de color carmelita grisáceo, muy arcilloso y con un alto contenido de material orgánico. En las riberas de los ríos aparecen suelos aluviales con diferentes granulometrías y color. En el territorio predominan los suelos aluviales formados por la meteorización de las rocas ultrabásicas serpentinizadas y gabroideas. Estos suelos pueden alcanzar potencias considerables de hasta más de 50 m en bolsones situados en zonas tectónicas, aunque sus valores promedios de potencia son del orden de las primeras decenas de metros (Marrero T.; et al. 2012). En sentido general las cortezas más potentes se desarrollan en las partes inferiores de las laderas con pendientes suaves y aplanadas en forma de mesetas. En las zonas más elevadas, los suelos son pardos, rojos y amarillentos. Estos no fueron sometidos a un proceso de sumersión lo que puede probarse porque muchas plantas primitivas se conservan y han evolucionado, adaptándose a estos terrenos. Página 29 �ISMMM La composición química de estos terrenos, ricos en minerales pesados, los hacen poco fértiles, lo cual incide en el escaso desarrollo agrícola de la región. El drenaje superficial y subterráneo en estos suelos son buenos y en ocasiones excesivos, lo que unido a sus características físico–mecánicas, las intensas precipitaciones y el tectónica del terreno da lugar a una fuerte erosión laminar y en cárcavas. 1.6. Vegetación La vegetación se caracteriza por la existencia de bosques de Pinus Cubensis en las cortezas lateríticas y donde hay menores potencias de las mismas se presentan matorrales espinosos típicos de las rocas ultramáficas serpentinizadas (charrasco). Sobre los gabros y depósitos aluviales, pueden aparecer algunas palmeras, cocoteros y árboles frutales. Las zonas litorales están cubiertas por una vegetación costera típica donde se destacan los manglares. 1.7. Comunicaciones y economía Moa cuenta con un aeropuerto que comunica con Santiago de Cuba, Holguín, La Habana y Baracoa, además se une por carretera con algunas de estas ciudades antes mencionadas. Presenta un puerto con comunicación marítima donde su principal actividad está dada en la entrada a puerto de barcos para la comercialización del níquel, los accesorios, equipamientos, relacionados con las industrias productoras de este metal, además del petróleo que se utiliza, entre otros. Su economía está determinada principalmente por la industria minero–metalúrgica que procesa la materia prima de los yacimientos presentes en el área, conformada por las industrias productoras y otras Empresas que conforman el Grupo Empresarial Cubaníquel. El municipio posee otras empresas necesarias para soportar el creciente desarrollo económico de la región, además de una red de salud especializado, así como un sistema educacional que abarca todos los niveles en el que se destaca el Instituto Superior Minero Metalúrgico como fuente proveedora fundamental de los especialistas que se dedican al desarrollo geólogo minero del área. Página 30 �ISMMM 1.8. Sismicidad Por la posición geólogo-estructural que tiene el yacimiento minado esta bordeado por tres zonas sismogeneradoras (figura 1.3), coincidentes con fallas profundas que constituyen límites entre interplacas, lo ubican dentro del contexto sismotectónico de Cuba Oriental (Rodríguez, 1989). Estas tres zonas son: Zona sismogeneradora Oriente: está asociada a la falla transcurrente BartlettCaimán de dirección este-oeste. Constituye el límite entre la placa Norteamericana y Caribeña. 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 Santiago-Guantánamo. La magnitud máxima es de 8 grados en la escala Richter. Zona sismogeneradora Cauto-Nipe: está asociada a la zona de fractura de igual nombre, con dirección suroeste-noreste desde las inmediaciones de Niquero hasta la bahía de Nipe. Constituye un límite ínter placa, que separa al Bloque Oriental Cubano del resto de la isla. La potencialidad sísmica de esta zona alcanza los 7 grados en la escala Richter, mientras que la intensidad sísmica, según el mapa complejo de la Región Oriental de Cuba señala valores entre VI y VII grados MSK. Zona sismogeneradora Sabana: se encuentra asociada a la falla Sabana (falla Norte Cubana) o zona de sutura entre el Bloque Oriental Cubano y la Placa Norteamericana. 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. Página 31 �ISMMM Figura 1.3. Zonas sismogeneradoras de Cuba 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). Se considera que estas zonas sismogeneradoras que se encuentran asociadas a las fallas mencionadas anteriormente (figura 1.3) en la parte Oriental del país, contribuyen a incrementar los procesos de meteorización, fallamiento y agrietamiento en el yacimiento Pronóstico. 1.9. Características geológicas regionales La geología de la región se caracteriza por una gran complejidad condicionada por los diferenes horizontes presente y los distintos eventos tectónicos ocurridos en el decursar del tiempo geológico. El Macizo Ofiolítico Moa-Baracoa (figura 1.4), se localiza en el extremo oriental de la Faja Ofiolítica Mayarí-Baracoa, ocupa un área Página 32 �ISMMM aproximada de 1500 km2, y presenta un gran desarrollo de los complejos ultramáficos, de gabro y complejos Vulcano-sedimentarios (Proenza et al., 1999a, 1999b, Marchesi et al., 2006). En la región de estudio están bien representadas las unidades oceánicas, 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 TardíoDaniense (1ra generación), el arco de islas volcánico del Paleógeno y las rocas de las cuencas de piggy-back del Eoceno Medio-Oligoceno (2da generación) Quintas (1989). Figura 1.4. Esquema geológico regional del macizo ofiolítico Mayarí-Sagua de Tánamo– Moa-Baracoa (Marchesi et al, 2006) 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, predominando el criterio de procesos dinamometamórficos durante la elevación y emplazamiento de las grandes masas peridotíticas a la superficie en presencia de agua. Las rocas de este complejo se Página 33 �ISMMM caracterizan por presentar un color verde oscuro o gris verdoso y por un alto agrietamiento. Quintas (1989). Sobre estas rocas se forman relieves muy variados en dependencia del nivel hipsométrico que ocupan y por tanto del grado de conservación de la corteza de meteorización. 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 se disponen en las zonas periféricas del complejo ultramáfico. En el área de estudio la roca más común es el gabro normal de color oscuro, algo verdoso, con textura masiva a fluidal, aflorando siempre asociados a las serpentinitas apareciendo en forma de bloques en las zonas de Quesigua-Cayo Guam-Mercedita, Centeno-Miraflores y Farallones-Caimanes. 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. La asociación ofiolítica en su conjunto está compuesta por rocas ultramáficas que aparecen con menor o mayor grado de serpentinización, estas se encuentran asociadas a gabros y a diabasas. Los contactos observados con las estructuras circundantes son tectónicos. Estas estructuras son complicadas debido al clásico emplazamiento que presentan, estando afectadas por dislocaciones placativas y disyuntivas. Las ofiolitas del norte de Cuba son características de una cuenca de back arc. (Proenza et al, 1998). Los niveles vulcanógeno-sedimentarios de la secuencia ofiolíticas han sido datados como Hauteriviense-Turoniense (Iturralde-Vinent, 1996), mientras que las secuencias vulcanógeno-sedimentarias toleíticas a calcoalcalinas del arco de isla Cretácico son de edad Albiense–Campaniense. Esto sugiere que la cuenca donde se formaban los niveles vulcanógeno–sedimentarios de las Ofiolitas se desarrollaba al mismo tiempo que el arco volcánico. Esta relación espacio-temporal entre las ofiolitas y el arco de isla Cretácico es sustentada también a partir de los rasgos geoquímicos de los niveles de gabros de la secuencia ofiolítica del norte de Cuba (Fonseca et al; 1985), los cuales son indicativos de un ambiente genético de suprasubducción. Página 34 �ISMMM Las secuencias representativas pertenecientes a la asociación ofiolítica están representadas por los complejos siguientes (Proenza et al, 2003): 1. Una zona de harzburgitas con texturas de tectónitas. 2. Una zona de harzburgitas que contienen principalmente cuerpos de dunita, peridotitas impregnadas (con plagioclasas y clinopiroxenos), sills de gabros, diques de gabros y pegmatoides gabróicos; así como cuerpos de cromitas (esta zona correspondería a la denominada Moho Transition Zone). 3. Una zona de gabros, los cuales presentan en la base un gran desarrollo de gabros bandeados (gabros olivínicos, gabro-noritas). 4. El complejo vulcanógeno-sedimentario. 1.10. Geología del yacimiento Pronóstico La génesis de la corteza de meteorización aquí desarrollada es esencialmente eluvial (in situ), aunque su basamento es bastante homogéneo como lo expresamos anteriormente, su corteza es algo compleja o poco madura, observándose en ocasiones variaciones bruscas en el paso de un horizonte a otro, con la formación de bolsones de saprolitas y rocas poco intemperizadas dentro de otros horizontes más ocrosos ocurriendo a veces alternancias, también encontramos un basamento mineralizado con una potencia de aproximadamente 2 m y de poca continuidad, alcanzando un 10.0 % de representatividad, una tectónica muy intensa que ha posibilitado la formación de grietas y fallas locales que ocasionan el rápido escurrimiento de las aguas superficiales provocando la lixiviación de las rocas y la formación de grandes zonas de intenso agrietamiento, permitiendo el enriquecimiento de níquel en la zona saprolítica del corte, con una potencia mineral promedio de 9.84m aproximadamente y contenido promedio de níquel de 1.73 %, el coeficiente de mineralización de 86 %, lo que denota que la continuidad geológica de la mineralización. El friable del yacimiento minado es de 5.43 m, aunque hacia la parte SW, del cuerpo 1 al NW, en la periferia existe ausencia de la corteza de intemperismo (Anexo. 1.1 y figura. 1.5). Página 35 �ISMMM Figura 1.5. Modelo digital del terreno del área estudiada, la cual abarca 2.66 km2. (Marrero T.; 2012) El basamento o roca madre del yacimiento es muy homogéneo y se encuentra muy meteorizado, constituido fundamentalmente por rocas harzburgiticas y en menor proporción dunitas, representadas por serpentinitas harzburgitas, también aparecen pequeños cuerpos de peridotitas plagioclásicas y aislados cuerpos de gabros alterados (Anexo. 1.2). 1.11. Tectónica El Bloque Oriental Cubano comprendido desde la falla Cauto-Nipe hasta el extremo oriental de la isla, presenta una tectónica caracterizada por su alta complejidad, dado por la ocurrencia de eventos de diferentes índoles que se han superpuesto en el Página 36 �ISMMM tiempo y que han generado estructuras que se manifiestan con variada intensidad e indicios en la superficie (Rodríguez, 1998a, 1998b). Este bloque se caracteriza por el amplio desarrollo de la tectónica de cabalgamiento que afecta las secuencias más antiguas (Campos, 1983). Localmente esta complejidad en la región de estudio se pone de manifiesto a través de estructuras fundamentalmente de tipo disyuntivas con dirección noreste y noroeste, que se cortan y desplazan entre sí, formando un enrejado de bloques y micro bloques con movimientos verticales diferenciales, que se desplazan también en la componente horizontal y en ocasiones llegan a rotar por acción de las fuerzas tangenciales que los afecta como resultado de la compresión (Campos, 1983, 1990; Rodríguez, 1998a, 1998b). También se observan dislocaciones de plegamientos complejos, sobre todo en la cercanía de los contactos tectónicos (Campos, 1983). El área de estudio se caracteriza por una fuerte manifestación de la tectónica lo que tiene una fehaciente expresión en la densidad de la red de cañadas y cárcavas presentes, cuyos cauces siguen los sistemas de fallas con dirección (NW-SE), así como otras direcciones, no menos importantes (Anexo 1.3). En los trabajos más recientes realizados por el Instituto de Geología y Paleontología durante la exploración geológica realizada por CCN, lo cual se pudo comprobar durante los recorridos de campo que el fallamiento en el sector se compone básicamente de elementos (NE y NS), aunque en la parte noreste se detectaron grandes alineamientos (WNW) y las fallas Calentura Oeste, Yamaniguey, Río Moa Norte y Calentura. De estos trabajos se puede llegar a conclusiones sobre la importancia que tienen estas fallas locales en la formación de corteza, sobre todo en el yacimiento Pronóstico, observándose la existencia de perfiles saprolíticos asociados a estos sistemas, donde se ha puesto de manifiesto un equilibrio de los factores meteorizantes, que condicionan la existencia de cortezas lineales potentes, con la formación de bolsones de mineral saprolíticos muy característicos en este tipo de yacimiento (Marrero T.;et al. 2012). Página 37 �ISMMM Esta zona al ser minada anteriormente por la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A), está desprovista de su capa vegetal donde los agente del intemperismo vienen actuando intensamente sobre las rocas que quedaron expuestas, observándose un relieve muy accidentado con pendientes de 10–15o (Anexo 1.4); las rocas muy alteradas, agrietadas, formándose sistemas de grietas, cárcavas y grandes cañadas con rumbo norte-sur, que posibilitan el rápido escurrimiento superficial de las aguas en las épocas de lluvias y la formación de lagunas en las canteras profundas dejadas por las labores mineras. (Marrero T.; et al. 2012). Los trabajos geofísicos han permitido determinar en el yacimiento a través del georadar, la presencia de posibles zonas de fallas y de un agudo agrietamiento en los bloques (B-2015 y B-2112), relacionados con perfiles abrupto, donde la perforación toma gran profundidad, en el (B-2413), de la periferia se definieron zonas de muy alta humedad con un intenso agrietamiento. (Marrero T.; et al. 2012). El yacimiento minado se encuentra enmarcado en el bloque morfotectónico el Toldo, ocupa toda el área de estudio (figura 1.6). En este bloque aparece el sistema de fracturas norte-sur. El límite oriental de este bloque esta dado por la falla Cayo Guam hacia el norte, mientras que al sur limita con el bloque Cupey a través de la falla Quesigua, (Rodríguez A.; 1998). Página 38 �ISMMM Figura 1.6. Bloques morfotectónicos 1.12. Fenómenos y procesos geodinámicos Meteorización Aunque no es el proceso más importante en el área de estudio, este fenómeno físicogeológico está vinculado con la formación de cortezas de meteorización, sobre los diferentes horizontes existentes en el yacimiento. Movimientos de masas Este proceso esta vinculado a los movimientos de laderas naturales y taludes generados por procesos naturales. Los mecanismos de rotura y las tipologías de los movimientos de masas desarrollados, están condicionados por las características estructurales del yacimiento. Las propias condiciones naturales de las rocas como intenso agrietamiento, altas pendientes, así como la intensa actividad sismo-tectónica en la región y elevados índices pluviométricos, hacen que este fenómeno sea muy común y se convierta en un peligro latente, capaz de generar grandes riesgos en el área. Erosión Es un fenómeno muy difundido en el yacimiento de estudio. Es un proceso, que aunque se produce de forma natural, se ha visto incrementado por la actividad antrópica. La erosión, que se desarrolla sobre la superficie de las cortezas de intemperismo, arrastra las partículas fundamentalmente hacia las zonas donde el relieve en menos elevado (figura 1.7). Se observa además, un amplio desarrollo del acarcavamiento, que aumentan sus dimensiones rápidamente en el tiempo (figura 1.8). La dirección de las cárcavas está condicionada fundamentalmente por las condiciones estructurales de los suelos. Página 39 �ISMMM l Figura 1.7. Relieve en (A) Cuerpo 1 al (NW) y (B) cuerpo 2 al (SE) del yacimiento Pronóstico Figura 1.8. Cárcava no muy profunda de 2 m al (NS) en el bloque 1912 del yacimiento Pronóstico Página 40 �ISMMM CAPÍTULO II. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS En el presente capítulo se describe la metodología aplicada en la investigación para la caracterización geológica de los perfiles de intemperismo en el yacimiento minado Pronóstico.Ver figura 2.1. Se parte de la revisión de la información de los trabajos precedentes donde se hace la adquisición de la información base. Se describe el procedimiento utilizado en el análisis de cada factor condicionante y el método empleado para la confección de la base de datos sobre los diferentes tipos de horizontes y la obtención del mapa final de perfil de intemperismo. Se dividió el trabajo en tres etapas fundamentales:  Etapa I: Recopilación de la información  Etapa II: Trabajo de campo  Etapa III: Trabajo de gabinete Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se trazaron varias tareas las cuales fueron cumplidas satisfactoriamente. A continuación, se describen las tres etapas de trabajo. Página 41 �ISMMM Figura 2.1. Metodología empleada en la caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico 2.1. Etapa preliminar En esta etapa se realizó el análisis de la bibliografía existente, de la cual se revisó y recopiló la información útil para la investigación. Durante la revisión bibliográfica, se realizaron búsquedas en el centro de información del ISMM y la Empresa Geominera Oriente, donde se tuvo acceso a libros, revistas, artículos, informes geológicos, trabajos de diploma, tesis de maestría y doctorales, además de búsquedas en Internet. En diferentes consultas con especialistas del tema se ha llegado a la conclusión que independientemente de que abunden trabajos y artículos geológicos sobre diversos temas de caracterización de los perfiles de intemperismo, son muy escaso y mucho más difícil es encontrar algún trabajo investigativo que aborde la caracterización de los perfiles de intemperismo en yacimientos minados o que están en minería, para tener en cuenta el comportamiento de los elementos útiles: níquel, hierro, cobalto y la composición mineralógica y sustancial a través del perfil de alteración laterítico. 2.2. Etapa experimental La clasificación de los perfiles de intemperismo, se desarrolló sobre los datos reales que reunió la autora durante la realización de los trabajos de Prospección Geológica en la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico en el año 2009 hasta el 2010. Ver anexo 2.1. La exploración detallada se realizó por medio de la perforación de pozos verticalmente cada 33.33 m según una red cuadrada, se perforó a columna en la parte friable de la corteza de intemperismo y basamento. El testigo de los pozos de perforación, extraído de las profundizaciones de 1.0 m, horizonte por horizonte se documentó, separando la zonalidad observada de la corteza de intemperismo y describiendo las particularidades geológicas, mineralógicas, de coloración y estructurales-texturales del material del perfil observado. También se tuvo en cuenta las observaciones y documentación geológica de muchos afloramientos incluyendo testigos de la perforación de pozos paramétricos (mineralógicos) de 256 muestras y 21007 muestras de pozos básicos (ordinarios) durante los trabajos de campo desarrollados en el yacimiento en una red Página 42 �ISMMM 33.33 x 33.33 m, así como del estudio detallado de las paredes de los pozos criollos de sección cuadrada igual 1.50 x1.50 m. Se utilizaron los resultados de los análisis químicos, mineralógicos, granulométricos, de propiedades físicas (masas volumétricas, humedad natural), en total se tuvieron en cuenta 20250 muestras obtenidas de los datos de trabajos de campo realizados en el yacimiento. 2.3. Etapa de procesamiento e interpretación de los resultados Después de obtenidos los datos de los análisis químicos de las muestras tomadas realizados en el laboratorio Elio Trincado en Santiago de Cuba durante la ejecución de los trabajo de campo, los mismos fueron procesados con la ayuda de programas informáticos tales como Microsoft office Access, Surfer 8 y Statgraphics centrurion XV, permitiendo el procesamiento de la presente investigación, con la confección de nuevos mapas, columnas litoestratigráficas, tablas, textos y gráficos que forman parte de la memoria escrita. (Figura 2.2). Figura 2.2. Fotografía de equipo y Software utilizado en la investigación Los métodos ejecutados durante los trabajos son los siguientes: a) Cartografía y geometrización geológicas de los horizontes de intemperismo. b) Cartografía de el comportamiento de los contenidos de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) y nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) de los perfiles de intemperismo. d) Procesamientos geoquímicos, mineralógicos y petrográfico. e) Análisis estadístico de los diferentes horizontes de la corteza de intemperismo. Como resultado del procesamiento se obtuvo, un modelo geológico de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico y sus implicaciones teórico-prácticas; nuevas Página 43 �ISMMM informaciones geológicas para la mejor comprensión del estado actual del yacimiento y su futuro uso racional en una minería eficiente. CAPÍTULO III. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA DE LOS PERFILES DE INTEMPERISMO DEL YACIMIENTO PRONÓSTICO La caracterización geológica de los perfiles de intemperismo está basada en la cartografía de la corteza de meteorización: zonalidad menífera y perfiles de intemperismo; la cartografía de las rocas madres del basamento y establecer su grado de correspondencia con los perfiles de intemperismo de la corteza de meteorización; la caracterización composicionalmente (químismo, mineralogía, propiedades físicas), la zonalidad menífera y establecer la distribución de los contenidos de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) y nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) de los perfiles de intemperismo. La combinación de estos factores define la utilización más racional del yacimiento Pronóstico y como resultado se obtendrá de forma cartográfica un mapa de perfil de intemperismo. El procedimiento para la realización del mapa de perfil de intemperismo y la clasificación de los métodos utilizados para evaluar los perfiles ha sido valorado por Lavaut. 2003. En el presente capítulo referiremos los resultados de un modelo geológico de yacimiento Pronóstico y sus implicaciones teórico-prácticas y se tendrán nuevas informaciones geológicas para una mejor comprensión del estado actual del yacimiento y su futuro uso racional. 3.1. Características de los horizontes de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico Los diferentes horizontes que conforman la corteza de intemperismo en el yacimiento minado Pronóstico están representadas fundamentalmente por roca peridotita serpentinizada (P),seguidamente por la serpentinita desintegrada o saprolita gruesa (RMA) y serpentinita lixiviada, agrietada y ocretizada o saprolita media (RML), los ocres estructurales iniciales (OEI) que constituyen el paquete saprolítico y los ocres estructurales finales (OEF), ocres inestructurales sin concreciones de hierro (OI), estos son los menos representados y constituyen las limonitas remanentes del proceso ácido de Página 44 �ISMMM la planta procesadora de níquel de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S. A), los ocres inestructurales con concreciones de hierro (OICP), representa el escombro por su alto contenido de Fe y su bajo contenido de Ni, representada por el horizonte 1. Ver figura 3.1 y anexo 3.1. Figura 3.1. Distribución areal de los horizontes: 1 (OICP), 2 (OI), 3 (OEF), 4 (OEI), 5 (RML), 6 (RMA), 7 (Corteza por gabroides), 17 (Peridotita serpentinizada), 57 (Silicitas) 67 (Mafitas) del yacimiento Pronóstico Serpentinita desintegrada o saproca (RMA), representada por el horizontea 6: Esta zona se caracteriza por un sistema de grietas producto al intemperismo físico formadas fundamentalmente por peridotitas serpentinizadas muy tectonizadas, alteradas de color verde grisáceo con pátinas de Fe, que le da un aspecto rojizo, con abundantes minerales del grupo de la serpentina, deleznables, mineralizadas y la frecuencia de aparición en el sector de 10.67 %. En su composición química hay un predominio de los siguientes elementos con valor promedio respectivamente, SiO2 =37.30 %, Fe y Ni (6.76 y 1.63 %). El PV =1.34 t/m3. Ver tabla 3.1. Página 45 �ISMMM Tabla 3.1. Resumen estadístico del horizonte 6 (RMA) Fe Ni Co SiO2 Estadígrafos (%) (%) (%) (%) Ctdad. Mtras 2239 2239 2239 2239 Suma 15146 3651 32 83515 Mínimo 2.59 0.22 0.004 31.1 Máximo 7.99 6.38 0.087 60 Media 6.76 1.63 0.014 37.3 Mediana 6.74 1.49 0.013 37.2 Cuartil Inferior 6.3 1.19 0.011 36.3 Cuartil Superior 7.27 1.93 0.015 38.2 Varianza 0.44 0.32 0 3.04 Desv. Estándar 0.66 0.56 0.006 1.74 Coef.de variación 0.1 0.35 0.455 0.05 Al2O3 (%) 2239 3445 0.33 20.5 1.54 1.1 0.93 1.43 2.75 1.66 1.08 MgO (%) 2239 76552 12.3 40.3 34.19 34.4 33.3 35.4 4.44 2.11 0.06 Cr2O3 (%) 2239 1027 0.07 1.29 0.46 0.46 0.41 0.5 0.01 0.08 0.17 MnO (%) 2239 349 0.06 0.43 0.16 0.15 0.14 0.17 0 0.02 0.15 PV t/m3 2239 3002 1.06 1.57 1.34 1.44 1.15 1.44 0.03 0.16 0.12 Serpentinitas lixiviadas, agrietadas y ocretizadas o saprolitas gruesas (RML), representada por el horizonte 5: Se caracteriza por tener el material una consistencia dura o semidura, ligereza, porosidad, se conserva la estructura primaria de las rocas madres, el material tiene una coloración amarilla verdosa clara o gris verdosa representadas fundamentalmente por serpentinitas lixiviadas, agrietadas y ocretizadas, mineralizadas y deleznables. Estas tienen una distribución areal de 23.71 %, en su composición química los elementos con valor promedio son la SiO2 = 34.61 %, Fe = 11.90 %, Ni = 1.58 % y el PV =1.10 t /m3. Ver tabla 3.2. Tabla 3.2. Resumen estadístico del horizonte 5 (RML) Estadígrafos Ctdad. Mtras Suma Mínimo Máximo Media Mediana Primer cuartil Tercer cuartil Varianza Fe (%) 4976 59191 7.0 17.9 11.90. 11.40 9.50 14 7.64 Ni (%) 4976 7844 0.06 4.03 1.58 1.56 1.03 2.05 0.49 Co SiO2 Al2O3 MgO Cr2O3 (%) (%) (%) (%) (%) 4976 4976 4976 4976 4976 125 172226 13273 142585 3970 0.005 25 0.5 0.48 0.13 0.132 66.9 34 38.8 3.37 0.025 34.61 2.67 28.65 0.8 0.023 34.7 2.13 29.2 0.76 0.019 32.6 1.63 26.6 0.62 0.029 36.4 2.83 31.4 0.95 0.0 10.3 6.59 17.46 0.06 MnO (%) 4976 1274 0.04 0.62 0.26 0.25 0.21 0.3 0 PV t/m3 4976 5449 1.06 1.15 1.1 1.06 1.06 1.15 0 Página 46 �ISMMM Desv. Estand Coef. de variación 2.76 0.23 0.7 0.01 0.44 0.396 3.21 0.09 2.57 0.96 4.18 0.15 0.24 0.3 0.06 0.04 0.23 0.04 Ocres estructurales iniciales o saprolitas finas (OEI), representada por el horizonte 4: Se caracteriza por conservar la estructura de las rocas madres, el material en ocasiones presenta consistencia plástica y semiplásticas se aprecia la ocretización de la roca, así como óxidos e hidróxidos de Fe, que le dan una tonalidad amarillo verdosa. Estas tienen una distribución areal de 12.03 %, en su composición química los elementos como el Fe = 25.58 %, Ni = 1.63 % y con un PV =1.03 t/m 3. Ver tabla 3.3. Tabla 3.3 .Resumen estadístico del horizonte 4(OEI) Fe Estadígrafos (%) Ctdad. Mtras 2524 Suma 64557 Mínimo 17.40 Máximo 36.90 Media 25.58 Mediana 25.10 Primer cuartil 20.90 Tercer cuartil 29.90 Varianza 5.11 Desv. Estand 0.20 Coef. de variación 0.20 Ni (%) 2524 4116 0.33 3.95 1.63 1.62 1.30 1.96 0.50 0.31 0.31 Co (%) 2524 143 0.013 0.321 0.057 0.053 0.043 0.064 0.021 0.369 0.369 SiO2 (%) 2524 60832 5.88 53.00 24.10 24.30 20.00 27.70 5.53 0.23 0.23 Al2O3 (%) 2524 13996 1.56 26.90 5.55 4.85 3.72 6.49 2.82 0.51 0.51 MgO (%) 2524 41826 0.67 31.68 16.57 17.20 12.90 20.90 5.32 0.32 0.32 Cr2O3 (%) 2524 4369 0.50 5.42 1.73 1.67 1.41 1.98 0.42 0.25 0.25 MnO (%) 2524 1302 0.18 1.03 0.52 0.51 0.43 0.60 0.11 0.21 0.21 PV t/m3 2524 2606 0.98 1.21 1.03 1.06 0.98 1.06 0.06 0.06 0.05 Ocres estructurales finales o limonita (OEF), representada por el horizonte 3: Esta zona es de color pardo amarillento, con abundantes tonalidades rojizas y negruzcas debido a la presencia de minerales del grupo del manganeso, con estructura poco definida y manchas de óxidos e hidróxidos de Fe. Estos están representados en las zonas limoníticas como material remanente de la minería anterior. La frecuencia de aparición de 12.09 %. En su composición química los elementos de Fe = 41.60 %, Ni = 1.26 % y un PV = 1.04 t/m3. Ver tabla 3.4. Página 47 �ISMMM Tabla 3.4. Resumen estadístico del horizonte 3 (OEF) Fe Estadígrafos (%) Ctdad. Mtras 2537 Suma 105544 Mínimo 35.08 Máximo 50.70 Media 41.60 Mediana 41.90 Primer cuartil 38.90 Tercer cuartil 44.20 Varianza 11.61 Desv. Estand 3.41 Coef. de variación 0.08 Ni (%) 2537 3200 0.36 2.75 1.26 1.21 0.97 1.52 0.16 0.40 0.32 Co (%) 2537 233 0.008 0.491 0.092 0.084 0.075 0.099 0.001 0.033 0.364 SiO2 (%) 2537 22118 1.67 29.80 8.72 8.18 5.53 11.40 15.58 3.95 0.45 Al2O3 (%) 2537 25091 3.30 24.10 9.89 9.75 7.58 11.90 8.21 2.86 0.29 MgO (%) 2537 10887 0.41 13.10 4.29 3.68 2.06 5.99 7.09 2.66 0.62 Cr2O3 (%) 2537 6421 1.16 13.80 2.53 2.43 2.19 2.74 0.36 0.60 0.24 MnO (%) 2537 2070 0.37 1.44 0.82 0.81 0.74 0.89 0.02 0.12 0.15 PV t/m3 2537 2650 0.98 1.21 1.04 0.98 0.98 1.21 0.01 0.10 0.10 Ocres inestructurales sin concreciones de hierro (OI), representada por el horizonte 2: Esta zona esta poco representada en el yacimiento, su distribución areal es de 0.65 % y está relacionada con áreas que no fueron extraídas por la minería anterior, de color pardo claro, con manchas de óxidos e hidróxidos de hierro, húmedo, semi plástico, en su composición química participan los siguientes elementos químicos Fe = 45.83 %, Al2O3 = 12.92 %, Ni = 0.80 %, Cr2O3 = 2.29 % y un PV = 1.19 t/m3. Ver tabla 3.5. Tabla 3.5. Resumen estadístico del horizonte 2 (OI) Estadígrafos Ctdad. Mtras Suma Mínimo Máximo Media Mediana Primer cuartil Tercer cuartil Varianza Desv. Estand Fe Ni Co (%) 137 6278 39.10 51.40 45.83 45.60 44.70 47.00 4.49 2.12 (%) 137 109 0.42 1.69 0.80 0.78 0.69 0.89 0.03 0.18 (%) 137 10 0.022 0.152 0.076 0.074 0.065 0.085 0 0.018 SiO2 Al2O3 MgO Cr2O3 MnO PV (%) 137 439 2.23 7.96 3.20 3.10 2.85 3.33 0.60 0.77 (%) 137 1770 6.20 18.00 12.92 13.40 11.70 14.40 5.05 2.25 (%) 137 161 0.40 4.66 1.17 1.09 0.91 1.43 0.23 0.48 (%) 137 313 1.67 3.10 2.29 2.26 2.14 2.43 0.06 0.24 (%) 137 119 0.38 1.25 0.87 0.86 0.80 0.95 0.02 0.13 t/m3 137 163 0.98 1.21 1.19 1.21 1.21 1.21 0.00 0.06 Página 48 �ISMMM Coef. de variación 0.05 0.22 0.234 0.24 0.17 0.41 0.10 0.14 0.05 Ocres inestructurales con concreciones de hierro (OICP), representada por el horizonte 1: El material es deleznable de color pardo oscuro a rojizo con concreciones de Fe, que ocupan desde (30 a 70 %), del total del material ocroso, en ocasiones redondeados y subredondeados con diámetro hasta (0.5-1 mm), húmedo, semi plástico. Están pocos representados en el sector con (0.20 %) por la acción de la minería, los elementos químicos más importantes tienen la siguiente composición: Fe = 44.57 %, Ni = 0.67 % y un PV = 1.21 t/m3. Ver tabla 3.6. Tabla 3.6. Resumen estadístico del horizonte 1 (OICP) Fe Estadígrafos (%) Ctdad. Mtras 43 Suma 1917 Mínimo 36.1 Máximo 48.4 Media 44.57 Mediana 45.5 Primer cuartil 43.9 Tercer cuartil 46.5 Varianza 10.96 Desv. Estand 3.31 Coef. de variación 0.07 Ni (%) 43 29 0.29 0.87 0.67 0.67 0.57 0.75 0.01 0.12 0.18 Co (%) 43 3 0.019 0.096 0.062 0.06 0.056 0.068 0.000 0.013 0.217 SiO2 (%) 43 144 1.77 11.80 3.36 2.37 2.09 3.70 5.17 2.27 0.68 Al2O3 (%) 43 602 10.20 21.50 14.00 13.60 12.70 14.50 5.18 2.28 0.16 MgO Cr2O3 (%) (%) 43 43 53 95 0.42 1.66 5.91 3.67 1.22 2.21 0.99 2.16 0.71 2.07 1.43 2.30 0.96 0.09 0.98 0.30 0.80 0.13 MnO (%) 43 36 0.25 1.25 0.84 0.85 0.80 0.90 0.02 0.14 0.17 PV t/m3 43 52 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 1.21 0.00 0.00 0.00 En el yacimiento aparecen otros horizontes como las peridotitas serpentinizadas, que constituyen el basamento de corteza y se extiende con una difusión areal de 40.49 %, la mafitas con 0.02%, la cual aflora en horizontes intermedios en el pozo 211671, la silicita con 0.06 % y las cortezas por gabroides con 0.08% de muy poca representación, estas se encuentran como material intrusivo en los pozos 211343, 211639, 221589 y 241377, este material no aflora en la superficie, solo en los horizontes intermedios que cortan estos pozos. Ver figura 3.1 y anexo 1.2, donde se observa un predominio de las harzburgitas y en menor proporción dunitas en todo el yacimiento. Los gabros son los causantes de cortezas poco productivas y se encuentra Página 49 �ISMMM en los pozos 211343, 211639, 241377 donde participan los gabros alterados relacionados con los pozos negativos en estos bloques. Ver en las tablas de la 3.7 hasta 3.10. Por lo ante expuesto se puede definir que el control de la mineralización en el yacimiento lo ejercen fundamentalmente los diferentes horizontes, jugando un papel muy importante la tectónicas y la roca madre que da origen a la corteza. Roca peridotita serpentinizada (P), representada por el horizonte 17: El material es de color gris verdoso con tonalidades rojizas y negruzcas, duro con estructura masiva, compacta, agrietado con manchas de óxidos e hidróxidos de Fe, que constituyen el basamento de corteza y se extiende con una distribución areal de 40.48 %, en su composición química participan los siguientes elementos químicos Fe=6.07 %, Al2O3 = 1.21 %, Ni = 0.41 %, Cr2O3 = 0.43 % y un PV = 1.17 t/m3. Ver figura 3.1, donde se observa un predominio de las harzburgitas en menor proporción dunutas en todo el yacimiento con influencia de las serpentinitas harzburgiticas y peridotitas plagioclasicas, ver la tabla 3.7. Tabla 3.7. Resumen estadístico del horizonte 17 (P) Fe Ni Co SiO2 Al2O3 MgO Cr2O3 MnO PV Estadígrafos (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) t/m3 Ctdad. Mtras 8497 8497 8497 8497 8497 8497 8497 8497 8497 Suma 51601 3493 97 321488 10244 310694 3613 1177 9978 Mínimo 2.17 0.05 0.001 30.1 0.37 0.89 0.04 0.04 1.06 Máximo 7.99 0.99 0.097 59.2 31.4 43.28 2.54 0.84 1.28 Media 6.07 0.41 0.011 37.84 1.21 36.57 0.43 0.14 1.17 Mediana 5.97 0.33 0.011 37.8 0.95 36.8 0.42 0.14 1.28 Primer cuartil 5.64 0.25 0.009 36.8 0.81 35.8 0.38 0.13 1.06 Tercer cuartil 6.41 0.52 0.013 38.7 1.18 37.8 0.46 0.15 1.28 Varianza 0.42 0.04 0.000 3.03 2.01 5.11 0.01 0.00 0.01 Desv. Estand 0.65 0.21 0.004 1.74 1.42 2.26 0.08 0.02 0.11 Coef. de variación 0.11 0.51 0.356 0.05 1.18 0.06 0.18 0.16 0.09 Mafitas (RG), representada por el horizonte 67: El material es de color blanco grisáceo con tonalidades rojizas y negruscas, duro, con granos finos, agrietada con manchas de óxidos e hidróxidos de Fe, con una Página 50 �ISMMM distribución areal 0.02 %, en su composición química participan los siguientes elementos químicos Fe = 3.59 %, Ni =0.23 %, SiO2 = 49.43 %, Al2O3 = 14.26 %, MgO = 16.70 %, con PV = 1.28 t/m3. Ver tabla 3.8. Tabla 3.8. Resumen estadístico del horizonte 67 (RG) Fe Estadígrafos (%) Ctdad. Mtras 4 Suma 14.35 Mínimo 3.24 Máximo 3.99 Media 3.59 Mediana 3.56 Primer cuartil 3.27 Tercer cuartil 3.91 Varianza 0.14 Desv. Estand 0.37 Coef. de variación 0.1 Ni (%) 4 0.91 0.21 0.25 0.23 0.23 0.21 0.25 0.00 0.02 0.09 Co (%) 4 0.021 0.005 0.006 0.005 0.005 0.005 0.006 0.000 0.001 0.095 SiO2 (%) 4 197.7 47.1 51.2 49.43 49.7 47.95 50.9 3.44 1.86 0.04 Al2O3 (%) 4 58.9 13.8 15.3 14.73 14.9 14.15 15.3 0.52 0.72 0.05 MgO (%) 4 66.8 14.6 19.4 16.7 16.4 14.9 18.5 4.92 2.22 0.13 Cr2O3 (%) 4 0.67 0.14 0.2 0.17 0.17 0.15 0.19 0.00 0.03 0.16 MnO (%) 4 0.31 0.07 0.09 0.08 0.08 0.07 0.09 0.00 0.01 0.12 PV t/m3 4 5.12 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 1.28 0.00 0.00 0.00 Corteza por mafitas (Gabro) (CM), representada por el horizonte 7: Corteza por gabro de color blanco con diferentes tonalidades (Violáceo, rojizas y negruscas), material compacto y semiplástico, con vetillas de sílice, manganeso y óxidos e hidróxidos de Fe, de muy poca representación y se extiende con una difusión areal de 0.08%, en su composición química participan los siguientes elementos químicos Fe = 5.27 %, Al2O3 = 21.62 %, Ni = 0.46 %, Cr2O3 = 0.34 %, con PV= 1.23 t/m3.Ver tabla 3.9. Tabla 3.9. Resumen estadístico de la litología 7 (CM). Estadígrafos Ctdad. Mtras Suma Mínimo Máximo Media Mediana Cuartil Inferior Cuartil Superior Varianza Desv. Estand Fe (%) 17 90 1.30 13.80 5.27 5.18 3.20 7.17 9.30 3.05 Ni (%) 17 8 0.20 1.11 0.46 0.42 0.29 0.50 0.06 0.25 Co (%) 17 0 0.002 0.02 0.009 0.007 0.005 0.012 0.000 0.006 SiO2 (%) 17 719 33.2 49.1 42.28 41.8 38.8 46.1 22.21 4.71 Al2O3 (%) 17 368 8.2 35.1 21.62 23.6 10.8 28.3 99.12 9.96 MgO (%) 17 192 1.62 26.8 11.29 8.57 4.8 17.9 63.68 7.98 Cr2O3 (%) 17 6 0.02 1.11 0.34 0.28 0.15 0.35 0.11 0.33 MnO (%) 17 2 0.03 0.41 0.12 0.09 0.07 0.12 0.01 0.09 PV t/m3 17 21 1.06 1.57 1.23 1.28 1.06 1.28 0.02 0.13 Página 51 �ISMMM Coef. de Variación 0.58 0.56 0.614 0.11 0.46 0.71 0.95 0.78 0.11 Silicita (RS), representada por el horizonte 57: El material es de color blanco grisáceo con diferentes tonalidades, duro, con granos finos, compacta con abundante sílice de muy poca representación y se extiende con una distribución areal 0.06 %, en su composición química participan los siguientes elementos químicos Fe = 4.49 %, SiO2 = 71.46 %, Ni = 0.31 %, MgO = 10.92 % y con un PV = 1.25 t/m3. Ver tabla 3.10. Tabla 3.10. Resumen estadístico del horizonte 57 (RS) Fe Estadígrafos (%) Ctdad. Mtras 13 Suma 58 Mínimo 2.94 Máximo 6.93 Media 4.49 Mediana 3.91 Primer cuartil 3.22 Tercer cuartil 5.3 Varianza 1.99 Desv. Estand 1.41 Coef. de variación 0.31 Ni (%) 13 4 0.12 0.8 0.31 0.21 0.14 0.34 0.05 0.22 0.71 Co (%) 13 0.00 0.001 0.027 0.012 0.009 0.008 0.02 0.000 0.008 0.625 SiO2 (%) 13 929 61.50 83.50 71.46 72.70 64.30 75.60 56.68 7.53 0.11 Al2O3 (%) 13 11 0.39 2.09 0.83 0.74 0.53 0.87 0.21 0.45 0.55 MgO (%) 13 142 2.26 20.70 10.92 9.48 6.40 19.30 48.88 6.99 0.64 Cr2O3 (%) 13 5 0.12 1.65 0.37 0.26 0.19 0.40 0.16 0.40 1.07 MnO (%) 13 2 0.08 0.62 0.16 0.11 0.10 0.15 0.02 0.14 0.90 PV t/m3 13 16 1.06 1.28 1.25 1.28 1.28 1.28 0.01 0.08 0.07 3.2. Características mineralógicas del yacimiento Pronóstico El estudio de la composición sustancial, con el objetivo de determinar las diferentes fases minerales que componen los horizontes, así como la caracterización física y química de la materia prima mineral. Con este fin en el yacimiento Pronóstico se estudiaron 57 muestras mineralógicas procedentes de 11 pozos de perforación.Ver tabla 3.11. Página 52 �ISMMM Tabla. 3.11. Relación de pozos mineralógicos Pozo Bloque X Y Z 211402 211606 201231 201107 211142 221052 221246 201458 231009 191342 231319 2114 2112 2012 2011 2111 2210 2212 2014 2310 1913 2313 691555.13 691089.01 690919.72 690817.93 690657.17 690360.68 691093.53 691752.42 690596.92 691248.89 691495.87 216100.12 216093.96 216292.41 216391.4 215956.42 215618.81 215660.9 216238.83 215487.9 216563.17 215465.54 256.11 256.11 256.11 256.11 256.11 256.12 256.12 256.12 256.12 256.12 256.12 Muestras 5 2 5 4 5 4 7 6 11 3 5 Las muestras fueron sometidas a un complejo de métodos de los cuales los utilizados para la identificación, descripción y determinación de las fases minerales fue la Difracción de Rayos X (ver anexo 3.2 hasta 3.31), análisis mineralógico óptico y recálculo mineralógico, estas muestras se recibieron en el laboratorio de Mineralogía y Análisis de Fases del CIPIMM, (Marrero T.; et al. 2012). Ver anexo 3.32. Los resultados del análisis de fases realizado a 30 muestras de lateritas con el empleo de la técnica instrumental de polvos de difracción de rayos-X. Se emplearon los difractogramas y se realizaron por el método de polvo y se registraron en un equipo Philips PW-1710 con las siguientes características: Goniómetro Sistema de focalización Vertical Bragg-Brentano Fe Filtros Diferencia de potencial aplicada Mn 30 kV Corriente anódica 20 mA La calibración del equipo se chequea con patrón externo Silicio Registro angular 6-600 ( 2) Página 53 �ISMMM Todos los difractogramas se registraron según variante de medición punto a punto; paso angular de 0,050 y tiempo de medición en cada posición de 3 segundos. Los resultados numéricos de intensidades relativas y ángulos de difracción se convirtieron en difractogramas continuos con el empleo del programa “Origin 8.0”. Las distancias interplanares se determinaron con el programa Ttod para PC. El análisis cualitativo de fases se realizó con la utilización de la base de datos PCPDFWIN; versión 1.30, JCPDS-ICDD / 2003, compatible con Windows 2007 para Office. La corteza de intemperismo se ha desarrollado a partir de rocas ultrabásicas serpentinizadas generalmente serpentinitas, dunitas y harzburgitas. En la corteza aparece material serpentinítico y remanentes limoníticos de la minería anterior, representada por zonas meníferas que caracterizan un perfil laterítico ocres inestructural con concreciones de Fe (OI), ocres estructurales finales (OEF), ocres estructurales iníciales (OEI), serpentinita lixiviada (RML), serpentinita agrietada (RMA) y rocas oxidadas con altos contenidos de sílices, magnesio y níquel. Los mayores contenidos de níquel se concentran en la zona silicatada (OEI, RML, RMA) y el cobalto en los ocres estructurales finales (OEF). Ver tabla 3.12. De los elementos, el cobalto y el magnesio son los que presentan valores elevados en su composición amorfa. El níquel es meno cristalino en los horizontes inferiores. Ver tabla 3.13. Tabla 3.12. Composición química promedio por horizontes (Marrero T.; et al. 2012) Horizontes OICP OEF OEI RML RMA Fe 47.2 45.7 24.3 10.5 6.7 Componente/contenido en % Ni Co Si Al 0.82 0.075 1.8 6.1 1.51 0.119 2.8 4.5 2.25 0.07 11.4 3.1 2.33 0.025 16.8 1.4 2.36 0.017 18.3 0.7 Mg 1.1 1.5 10.5 17.4 19.7 Página 54 �ISMMM Tabla 3.13. Composición amorfa promedio por horizontes (Marrero T.; et al. 2012) Litología OICP OEF OEI RML RMA FeA 1.1 1.8 3.7 7.9 11.9 Componente/contenido % NiA CoA SiA AlA 0.6 6.9 1.4 0.1 0.3 25.9 1.9 0.1 15.3 15.4 0.3 0.2 18.6 20.6 0.1 0.4 15.9 32.1 0.1 0.8 MgA 15.3 8.7 12.7 10.9 10.3 Leyenda: FeA-Hierro amorfo; NiA-Níquel amorfo; CoA-Cobalto amorfo; SiA-Sílice amorfa; AlA-Aluminio amorfo; MgA-Magnesio amorfo En los horizontes desde los ocres inestructural con concreciones (OICP) hasta, las rocas madres lixiviadas (RML) se pone de manifiesto el predominio de partículas finas ≤ 0.063 mm, siendo más significativo en los horizontes de ocres estructurales finales (OEF) que es donde hay la mayor concentración, con un valor promedio de 83.0 %. Ver en la figura 3.2 y anexo 3.33; los contenidos de Fe y Ni tienden aumentar hacia las partículas finas. 90 80 70 60 % 50 40 30 20 10 0 >1.6 mm >0.30mm >0.15mm >0.074mm >0.063mm <0.063mm OICC 34.8 4.1 3.6 2.6 1.2 52.4 OEF 9.3 1.9 2.3 2.1 0.7 83.0 OEI 19.0 3.2 3.1 3.1 1.0 70.0 RML 33.7 6.0 4.4 5.1 1.7 49.0 RMA 84.5 2.0 1.3 1.0 0.3 10.1 Figura 3.2. Valores promedios del análisis granulométrico vía húmeda por horizontes Página 55 �ISMMM En los anexos 3.34 y 3.35,se representan los resultados químicos de metal y óxidos correspondientes a las muestras mineralógicas, realizados en el laboratorio Elio Trincado de Santiago de Cuba. En la figura 3.3, se expone un resumen de los valores promedios de las principales fases minerales por horizonte. Figura 3.3. Composición mineralógica promedio por horizontes En el horizonte de concreciones ferruginosas (OICP), hasta los ocres estructurales finales (OEF) la goethita es la fase mineral principal, acompañado de: hematita, magnetita maghemita, gibbsita, minerales de serpentina, arcilla y clorita. Horizonte de ocres estructurales iniciales (OEI): se caracteriza por ser una masa semi-ocrosa, arcillosa, granulosa, en toda la masa ocrosa se presentan fragmentos pequeños y medianos de roca madre lixiviada, parcialmente alterados y limonitizados. Es de color pardo amarillo verdoso, de granulometría fina. La serpentina junto con la goethita son las fases mineral más abundantes, acompañado de clorita y talco. Página 56 �ISMMM Horizonte de roca madre lixiviada (RML): es de color amarillo verdoso con tonalidades grisáceas, constituida por una masa arcillosa, porosa, de consistencia dura o semi-dura, se encuentra lixiviada y levemente limonitizada. La fase mineral principal es la serpentina, acompañada de goethita, talco y clorita. Horizonte de roca madre agrietada (RMA): es de color gris oscuro a verde negruzco, esta agrietada, alterada, se desintegra con facilidad y sus grietas están generalmente rellenas de minerales silicatados, la fase mineral principal es la serpentina de 81.5 %, acompañada de: goethita, clorita y otros minerales. 3.3. Características petrográficas del yacimiento Pronóstico El estudio petrográfico se realizó durante el trabajo de campo, las muestras de rocas fueron descritas macroscópicamente según los modelos de documentación y muestreo y posteriormente fueron enviadas al laboratorio Elio Trincado de Santiago de Cuba con el objetivo de realizarle a las mismas secciones delgadas para la descripción petrográfica y análisis químicos,Marrero T.; et al. 2012. El análisis petrográfico incluye la descripción detallada de la muestra de roca tomada en el campo, así como el estudio en el microscopio petrográfico o polarizante para la determinación de la roca por su composición mineralógica y su posición en base al pozo y bloque. Ver tabla 3.14. Página 57 �ISMMM Tabla 3.14. Muestras petrográficas analizadas microscópicamente del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) No Bloque Pozo Muestra Tipo de roca 1 2114 2 83301 Serpentinita a partir de dunita 2 2112 6 83302 Serpentinita a partir de dunita enstatítica 3 2112 6 83303 Serpentinita a partir de dunita 4 2012 31 83304 Serpentinita a partir de dunita? 5 2012 31 83305 Serpentinita 6 2011 7 83306 Serpentinita a partir de dunita. 7 2011 7 83307 Dunita serpentinizada 8 2011 7 83308 Dunita enstatítica serpentinizada 9 2210 52 83309 Dunita enstatítica en parte serpentinizada 10 2210 52 83310 Harzburgita serpentinizada 11 2212 46 83311 Dunita serpentinizada y oxidada 12 2014 58 83312 Serpentinita a partir de harzburgita 13 2310 9 83313 Serpentinita 14 1913 42 83314 Serpentinita a partir de dunita? 15 2313 19 83315 Dunita talcitizada y carbonatizada 16 2313 19 83316 Dunita talcitizada El análisis químico comprende la determinación de 15 óxidos y 6 elementos. En muestras de mano las rocas estudiadas tienen colores variables desde verde oscuro, verde olivo, verde gris hasta verde azuloso en la mayoría de los casos teñidas de óxidos de Fe. En ocasiones se observan minerales del grupo de las serpentinas, estas rocas generalmente se encuentran agrietadas. La estructura en general es masiva y en ocasiones cortadas por vetas y vetillas rellenas de minerales del grupo de la serpentina, óxidos, sílice y carbonatos, a veces están teñidas de óxidos de Fe.Ver anexo 3.36 y 3.37. Desde el punto de vista petrográfico se presentan dos tipos principales de rocas: serpentinitas y peridotitas (dunitas y harzburgitas) estas últimas presentan proceso de serpentinización en mayor o menor grado. Página 58 �ISMMM Serpentinitas: a partir de dunitas y harzburgitas, comúnmente teñidas de óxidos de Fe, su composición mineralógica está representada por minerales del grupo de la serpentina (lizardita, antigorita, crisotilo). Raras veces se observan cristales de piroxeno rómbico enstatita totalmente bastitizados. Puede aparecer olivino como relicto. Dunitas: serpentinizadas, su composición mineralógica esta representada por olivino, minerales del grupo de la serpentina, piroxeno rómbico y en ocasiones talco y carbonato. A veces estas rocas se encuentras fracturadas, teñidas de óxidos de Fe. La mena acompañante es la cromo espinela, raras veces cromita. La textura común es la reticular en ocasiones pseudomórfica. Los minerales secundarios o de alteración más comunes en estas rocas son la lizardita, antigorita, talco, carbonato. La estructura de estas rocas es masiva, son densas, de granulometría fina a media, colores verde, verde oscuro y verde grisáceo. En ocasiones presentan rasgos tectónicos. Harzburgitas: fracturadas, agrietadas, serpentinizada cuya composición mineralógica esta representada por olivino, piroxeno rómbico, enstatítica y minerales del grupo de la serpentina. El olivino puede alcanzar de 86-89 % del volumen total de la roca y el piroxeno hasta el 12 %. Los minerales de alteración son los del grupo de la serpentina. Las texturas son glomeroporfídica en parte reticular, pseudomórfica. La estructura de estas rocas es masiva, de colores verde, verde amarillento. En ocasiones presentan rasgos tectónicos. A continuación se ilustran las 16 muestras con secciones delgadas y análisis químico en el diagrama de Streckeisen (1976) y Coleman R. (1977), para las ultramáficas de acuerdo a su composición mineralógica tomando en consideración los minerales máficos: olivino, ortopiroxenos y clinopiroxenos y composición química en base a los % de MgO, Na2O+ K2O y Fe total.Ver anexo 3.38. Página 59 �ISMMM Es necesario señalar que en el diagrama de Streckeisen (1976) solamente se utilizaron las 7 muestras cuyos contenidos de por ciento corresponden a ultramáficas que contienen olivino, piroxeno rómbico y piroxeno monoclínico, porque el resto de las muestras estudiadas están representadas por serpentinitas. Ver figura 3.4. Figura 3.4. Clasificación mineralógica de rocas ultramáficas en función del contenido de olivino (Ol), clinopiroxenos (Cpx) y ortopiroxeno (Opx), (Marrero T.; et al. 2012) Según la clasificación mineralógica dada por Streckeinsen (1976) se confirma que son rocas ultrabásicas, harzburgitas y dunitas donde los minerales máficos se encuentran en más de un 90 % (M>90). �ISMMM Figura 3.5. Diagrama AFM donde se caracterizan los cúmulos ultramáficos serpentinizados (Marrero T.; et al. 2012) En la figura 3.5, el diagrama AFM, las rocas estudiadas se distribuyen en el área del complejo de cúmulos ultramáficos serpentinizados, al igual que en otras regiones del mundo, caracterización de Coleman R.1977. Donde: A =Na2O+K2O F=FeO+ Fe2O3 - Hierro Total M= MgO Generalidades del químismo de las rocas El contenido mínimo de SiO2 = 38.70 % que corresponde a la muestra: 83303, está representada por serpentinita a partir de dunita, mientras que el contenido máximo de 42.80 %, perteneciente a la muestra: 83301 representada por una serpentinita a partir de dunita. En relación con el contenido de MgO la muestra: 83301 contiene el valor mínimo de este óxido de 32.37 % y corresponde a una serpentinita a partir de dunita agrietada, �ISMMM mientras que el valor máximo de este componente que alcanza el 38.95 % representado por la muestra: 83316 correspondiente a una dunita talquitizada. Con respecto al Fe2O3 contiene el valor mínimo de este óxido de 4.16 %, que corresponde a la muestra: 83316 (dunita talquitizada), mientras que la muestra: 83309 contiene el valor máximo de este óxido de 8.47 % y corresponde a una (dunita enstatítica en parte serpentinizada). El FeO tiene valores máximos de 2.57% en la muestra: 83316 (dunita talquitizada), la cual se encuentra oxidada. El menor valor de FeO es de 0.51% que se corresponde con la muestra: 83303 (serpentinita a partir de dunita),Marrero T.; et al. 2012. 3.4. Características de los diferentes tipos de perfiles de intemperismo de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico En el yacimiento Pronóstico la distribución de los perfiles de intemperismo esta caracterizada por su heterogeneidad, eso es causado por la poca madurez de la corteza laterítica, la que se ha formado a partir de un basamento constituido por rocas del complejo cumulativo ultramáfico o MTZ y los gabros, reflejado en los tipos de perfiles que se encuentran en el yacimiento. Ver figura 3.6. El grado de difusión areal y de la mineralización de los tipos principales de perfiles de intemperismo en el yacimiento son los siguientes: Tabla 3.15. Distribución de los perfiles de intemperismo y coeficiente de mineralización del yacimiento Pronóstico Perfiles Difusión % % por familias Coeficiente de Mineralización % LII (2) 0.01 LEC (3) 0.06 2.08 LEI (4) 2.01 61.72 LSEC (5) 1.38 61.11 54.20 LSEI (6) 52.82 74.53 SEC (7) 29.70 81.00 43.72 SEI (8) 14.02 80.35 Total 100 100 Leyenda: LII (2)-Laterítico inestructural incompleto, LEC (3)-Laterítico estructural completo, LEI (4)Laterítico estructural incompleto, LSEC (5)-Laterítico-saprolítico estructural completo, LSEI (6)Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)Saprolítico estructural incompleto Donde el coeficiente de mineralización (CM), se determina para cada tipo de perfil de intemperismo que se encuentran en el yacimiento. El coeficiente utilizado fue el areal, que expresa la continuidad espacial de la mineralización del yacimiento. Este �ISMMM se representa por la fórmula que continúa después del párrafo y se expresa en por ciento (%), a partir de la división entre los pozos minerales sobre los pozos totales (pozos minerales y no minerales). CM = Total de pozos minerales * 100 Total de pozos Según (Kazhdan, A. 1982), un coeficiente superior al 70 %, es considerado aceptable. Por lo consiguiente en el yacimiento los mejores coeficientes de mineralización (CM), se localizan en los perfiles de la familia saprolítica (Ver tabla 3.15), en orden subordinado continúan los perfiles latericos–saproliticos (estructural incompleto). El resto de los perfiles presentan un coeficientes de mineralización (CM) bajo, que se corresponde con la zona minada de las menas limonitas de balance (LB). Tabla 3.16. Características de los diferentes tipos de perfiles de intemperismo según cut-off Ni≥1.0 % del yacimiento Pronóstico Pozos Tipo de perfil (%) LII (2) 0.01 LEC (3) 0.06 LEI (4) 2.01 LSEC (5) 1.38 LSEI (6) 52.82 SEC (7) 29.71 SEI (8) 14.02 Espesor(m) Mena Esc 1.0 0.29 6.0 2.61 3.27 0.58 13.89 1.35 10.25 0.83 8.8 0.14 4.07 0.39 PV t/m3 1.21 1.21 1.07 1.11 1.07 1.08 1.08 Fe Ni Co 48.50 44.93 43.71 31.53 26.53 17.25 16.82 0.82 0.97 1.15 1.37 1.44 1.55 1.53 0.099 0.086 0.101 0.132 0.087 0.048 0.046 SiO2 Al2O3 (%) 3.20 14.10 3.40 13.35 6.34 10.45 16.65 7.63 21.99 6.47 30.70 3.89 30.28 3.90 MgO Cr2O3 MnO 1.49 1.36 3.11 12.96 16.36 23.67 24.57 2.55 1.99 2.50 1.78 1.67 1.15 1.11 Leyenda: LII (2)-Laterítico inestructural incompleto, LEC (3)-Laterítico estructural completo, LEI (4)Laterítico estructural incompleto, LSEC (5)-Laterítico-saprolítico estructural completo, LSEI (6)Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)Saprolítico estructural incompleto, Esc-Escombro. En el yacimiento Pronóstico los perfiles lateríticos-saprolíticos presentan el mayor grado de distribución en toda el área (Ver las tablas 3.15 y 3.16), las cuales tienen el mayor peso en el potencial menífero en 660 pozos en el yacimiento, de ellos los lateríticos-saprolíticos estructurales completo (5) tiene un 1.38 % de dispersión en 8 pozos minerales con profundidad promedio de 20.39 m, coeficiente de mineralización de 61.11 %, con Fe = 31.53 % y Ni = 1.37 %, los lateríticossaprolíticos estructurales incompleto (6) tiene 52.82 % en 652 pozos minerales con profundidad promedio de 10.67 m, coeficiente de mineralización de 74.53 %, con Fe 0.90 0.83 0.84 0.63 0.53 0.36 0.34 �ISMMM = 26.53 % y Ni = 1.44 %, el cual que tiene mayor extensión en el cuerpo 1 al (NW) que en el cuerpo 2 al (SE), asociados a las zonas de ocres estructurales y rocas madres lixiviadas con alto contenido de Ni en la parte saprolítica, afectado por varias falla inactivas con dirección (NS-SE), hacia el centro del yacimiento minado se observan pequeñas escombreras que son más abundantes en el cuerpo 1 al (NW) y aisladamente en el cuerpo 2 al (SE) en ambos lados de los cuerpos del yacimiento (Ver figura 3.6) y en segundo lugar los perfiles saprolíticos se encuentran en 43.72 % en 809 pozos de ellos, los saprolíticos estructurales completo (7) tiene 29.70 % de dispersión en 434 pozos minerales con profundidad promedio de 8.08 m, coeficiente de mineralización de 81.0 %, con Fe = 17.25 % y Ni = 1.55 %, los saprolíticos estructurales incompleto (8) tiene 14.02 % en 375 pozos minerales con profundidad promedio de 4.20 m, coeficiente de mineralización de 80.35 %, con Fe = 16.82 % y Ni = 1.53 %. Los cuales están distribuidos hacia en centro y las periferias en los cuerpo 1 al (NW) y cuerpo 2 al (SE), asociados a las zonas de ocres estructurales iniciales, rocas madres lixiviadas y a las saprocas en la parte saprolítica. Ver figura 3.6. Los perfiles lateríticos presentan menor difusión en 2.08 %,(Ver las tablas 3.15 y 3.16) de ellos los lateríticos inestructurales incompletos (2) tiene un 0.01 % de dispersión en 1 pozo mineral con profundidad promedio de 1.0 m, con Fe = 48.50 % y Ni = 0.82 %, los lateríticos estructurales completos (3) tiene un 0.06 % en 1 pozo mineral con profundidad promedio de 6 m, con Fe = 44.93 % y Ni = 0.97 %, los lateríticos estructurales incompletos (4) tiene un 2.01 % en 89 pozos minerales con profundidad promedio de 2.80 m, coeficiente de mineralización de 61.72 %, con Fe = 43.71 % y Ni = 1.15 %. Asociados a las zonas de ocres inestructurales con perdigones, a los ocres inestructurales sin perdigones y los ocres estructurales finales en la parte laterítica. Se observan hacia el SE y SW de las periferia del yacimiento en ambos cuerpos. Ver figura 3.6. En el yacimiento no existen los perfiles lateríticos inestructurales completos ya que estos fueron extraído (limonita de balance, LB) producto del minado selectivo de acuerdo al cut-off (Ni≥1.0 %, Fe≥12.0 %) establecido para la explotación de los yacimientos concesionados de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S.A). �ISMMM El yacimiento tiene dos cuerpos minerales: el cuerpo mineral 1 al (NW) y el cuerpo 2 al (SE), de ellos se muestra en las tablas 3.17 y 3.18 la distribución areal y el coeficiente de mineralización de los diferentes tipos de perfiles de intempeismo. Tabla 3.17. Distribución de los perfiles de intemperismo en el cuerpo 1 al (NW) del yacimiento Pronóstico Perfiles Difusión % % por familias Coeficiente de Mineralización % LEC (3) 0.07 2.06 LEI (4) 1.99 64.94 LSEC (5) 1.65 61.11 53.56 LSEI (6) 51.91 80.21 SEC (7) 29.19 85.82 44.38 SEI (8) 15.19 82.71 Total 100 100 Leyenda: LEC (3)-Laterítico estructural completo, LEI (4)-Laterítico estructural incompleto, LSEC (5)Laterítico-saprolítico estructural completo, LSEI (6)-Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)-Saprolítico estructural incompleto. Tabla 3.18. Distribución de los perfiles de intemperismo en el cuerpo 2 al (SE) del yacimiento Pronóstico Perfiles Difusión % % por familias Coeficiente de Mineralización % LII (2) 0.06 2.12 LEI (4) 2.06 45.72 LSEI (6) 57.50 57.50 48.21 SEC (7) 32.37 58.73 40.37 SEI (8) 8.00 57.35 Total 99.99 99.99 Leyenda: LII (2)-Laterítico inestructural incompleto, LEI (4)-Laterítico estructural incompleto, LSEI (6)-Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)Saprolítico estructural incompleto. En el cuerpo 1 al (NW), los perfiles lateríticos-saprolíticos presentan el mayor grado de difusión en 53.56 % (Ver la tabla 3.17), de ellos los lateríticos-saprolíticos estructurales completo (5) tiene un 1.65 % de dispersión en 8 pozos minerales con profundidad promedio de 17.13 m, coeficiente de mineralización de 61.11 %, los lateríticos-saprolíticos estructurales incompleto (6) tiene 51.91 % en 515 pozos minerales con profundidad promedio de 7.84 m, coeficiente de mineralización de 80.21 % (Ver figura 3.6) y en segundo lugar los perfiles saprolíticos se encuentran en 44.38% de ellos, los saprolíticos estructurales completo (7) tiene 29.19 % de dispersión en 347 pozos minerales con profundidad promedio de 5.97 m, coeficiente de mineralización de 85.82%, los saprolíticos estructurales incompleto (8) tiene 15.19 % en 330 pozos minerales con profundidad promedio de 2.31 m, coeficiente de mineralización de 82.71 %. Ver figura 3.6. �ISMMM Los perfiles lateríticos presentan menor difusión en 2.06 %,(Ver figura 3.6) de ellos, los lateríticos estructurales completos (3) tiene un 0.07 % en 1 pozo mineral con profundidad promedio de 6 m, los lateríticos estructurales incompletos (4) tiene un 1.99 % en 77 pozos minerales con profundidad promedio de 2.20 m, coeficiente de mineralización de 64.94 %. En el cuerpo 2 al (SE), los perfiles lateríticos-saprolíticos tiene una distribución de 57.50 % (Ver la tabla 3.16), los lateríticos-saprolíticos estructurales incompleto (6) tiene 57.50 % en 137 pozos minerales con profundidad promedio de 6.37 m, coeficiente de mineralización de 48.21 % (Ver figura 3.6) y en segundo lugar los perfiles saprolíticos se encuentran en 40.37 % de ellos, los saprolíticos estructurales completo (7) tiene 32.37 % de dispersión en 87 pozos minerales con profundidad promedio de 5.43 m, coeficiente de mineralización de 58.73 %, los saprolíticos estructurales incompleto (8) tiene 8.0 % en 45 pozos minerales con profundidad promedio de 2.08 m, coeficiente de mineralización de 57.35 %. Ver figura 3.6. Los perfiles lateríticos tiene menor distribución en 2.12 % de ellos, los lateríticos inestructurales incompletos (2) tiene un 0.06 % en 1 pozo mineral con profundidad promedio de 1 m, los lateríticos estructurales incompletos (4) tiene un 2.06 % en 12 pozos minerales con profundidad promedio de 2.91 m, coeficiente de mineralización de 45.72 %. Ver figura 3.6. �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 Leyenda P e rfile s d e in te m p e ris m o L ím ite d e la s á re a s m in a d a s 2 3 4 5 6 7 8 C o n to rn o d e lo s c u e rp o s d e g a b ro F a lla s P ozo E s c o m b re ra s Figura 3.6. Mapa de perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 Perfiles: 2 (Laterítico inestructural incompleto); 3 (Laterítico estructural completo); 4 (Laterítico estructural incompleto); 5 (Laterítico saprolítico estructural completo); 6 (Laterítico saprolítico estructural incompleto); 7 (Saprolítico estructural completo); 8 (Saprolítico estructural incompleto). El grado de distribución areal y el coeficiente de mineralización de los diferentes tipos de perfiles de intemperismo de los cuerpo 1 al (NW) y el cuerpo 2 al (SE) se representan en la figura 3.7, estos perfiles se representa de cada corte de pozo ordinario del yacimiento.El perfil se determina teniendo en cuenta el pozo ordinario a todo su espesor, para determinar cuales son los horizontes que lo componen. �(%) ISMMM LII (2) LEC (3) LEI (4) LSEC (5) LSEI (6) SEC (7) SEI (8) Yacimiento (%) 0,01 0,06 2,01 1,38 52,82 29,71 14,02 Coeficiente mineralización % 0,00 0,00 61,72 61,11 74,53 81,00 80,35 Cuerpo 1 (NW) en % 0,00 0,07 1,99 1,65 51,91 29,19 15,19 Coeficiente mineralización % 0,00 0,00 64,94 61,11 80,21 85,82 82,71 Cuerpo 2 (SE) en % 0,06 0,00 2,06 0,00 57,50 32,37 8,00 Coeficiente mineralización % 0,00 0,00 45,72 0,00 48,21 58,73 57,35 Figura. 3.7. Distribución de los perfiles de intemperismo y coeficiente de mineralización del yacimiento Pronóstico Por lo que podemos concluir que los perfiles de intemperismo están más desarrollados y existe la mayor representatividad de potencia mineral en el cuerpo 1 al (NW), ocurriendo lo contrario en el cuerpo 2 al (SE).Ver figura 3.6. Comportamiento de los elementos individuales (Fe, Al, Si, Mn, Mg) del yacimiento Pronóstico El hierro (Fe), es un elemento de migración débil de la corteza de meteorización. Se encuentra en los minerales formadores de menas y accesorios primarios. Durante la descomposición de ellos, el hierro se trasforma en hidratos, óxidos o hidróxidos de una forma de protóxido o la mayoria de las veces de óxido. Los compuestos de óxidos de hierro se precipitan para un pH = 3 y más, en la solución se pueden encontrar protóxidos hasta con un pH = 5 – 7 y este yacimiento tiene un pH ≥ 7.2, en menor grado neutro. Como el pH de la zona más alta de productos residuales de la corteza de meteorización habitualmente es cerca de 5, siendo más alto el de todas las zonas �ISMMM subyacentes, todas las nuevas formaciones de hierro se depositan en la parte superior de la corteza de meteorización, concentrándose aquí en forma de óxidos e hidróxidos. Solo una parte insignificante de los compuestos de protóxidos de hierro puede migrar algo más abajo y redepositarse allí en la misma forma.De este modo el grueso del hierro se acumula en los productos residuales de los sectores superiores de la corteza de meteorización (Smirnov V.I.1982). El aluminio (Al), es un elemento de migración más débil de la corteza de meteorización. Los alumosilicatos en los que concurre este elemento en las rocas madres, se transforman en cortezas de meteorización del perfil sialítico en minerales arcillosos del tipo del caolín, la montmorillonita, la haloisita. Para una descomposición más completa en las cortezas de meteorización del perfil alítico, se da una liberación cpmpleta de alúmina pura, concentrándose esta en los criaderos bauxíticos. Debido a esto el aluminio se acumula en el yacimiento en un medio ligeramente alcalino (pH =7.5 – 8.5), se acumula como hidroxilos de alúmina, con la formación de bauxitas. El silicio (Si) es un elemento de migración débil de la corteza de meteorización. Durante la descomposición de los silicatos y alumosilicatos de las rocas primarias, se libera la sílice que pasa a la solución en forma de hidrato o silicato alcalino. La solubilidad de la sílice aumenta gradualmente a medida que se pasa de las soluciones ácidas a las alcalinas, acrecentándose bruscamente cuando el pH = 9 – 10, el yacimiento tiene un pH ≥ 7.2, siendo así en estas condiciones la solubilidad del aluminio es superior. La redeposición se realiza principalmente en el área en dos formas: una como cuarzo, ópalo y caledonia, a veces con la formación de sectores silicificados de la corteza y la segunda en forma de compuestos alumocilícicos y ferrosilícicos. En estos casos la corteza de meteorización puede enriquecerse con silicio a expensas de la evacuación de otros elementos. El manganeso (Mn) es un elemento de migración débil de la corteza de meteorización. Todos sus compuestos primarios se oxidan, pasando la mayoria de las veces a los hidróxidos con el manganeso tri y tetravalente. Estos compuestos, al igual que los de hierro, se precipitan para un valor bajo de pH, acumulándose junto con éstos en la parte superior de la corteza de meteorización. Dado que el hidrato �ISMMM del óxido de manganeso en estado coloidal absorbe los cationes de un grupo de metales, en la parte mangánica de los productos residuales de la corteza de meteorización se concentran el cobalto, parcialmente el níquel. El magnesio (Mg) se libera al desintegrarse los minerales formadores de mena de las rocas primarias, formando compuestos comparablemente fáciles de disolver en la zona de oxidación. Se produce la lixiviación de él en la corteza de meteorización. Una parte de los compuestos de este elemento que penetra con la soluciones de las zonas inferiores de la corteza de meteorización, en las condiciones de reducción que predomina aquí, se redeposita en forma de carbonatos secundarios al aumentar el pH. 3.5. Características de los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico Los perfiles lateríticos son lo menos difundidos en el área, estos se dividen en perfiles lateríticos inestructurales incompletos, lateríticos estructurales completos y lateríticos estructurales incompletos, a continuación se describen cada unos de ellos. Perfil No. 2. Laterítico Inestructural incompleto (LII) Son los menos distribuidos con un 0.01% en toda el área del yacimiento, en el cuerpo 1 al (NW) no existen y en el cuerpo 2 al (SE) tiene un 0.06 %. Caracterizado por bajos contenidos de níquel, sílice, cobalto, magnesio y el predominio de los OI. Ver tablas 3.16, 3.18 y figura 3.6. Perfil No. 3 Laterítico estructural completo (LEC) Con una difusión del 0.06 %, se encuentra localizado en el yacimiento hacia la periferia del cuerpo 1 al (NW) en un 0.07 %. Ver tablas 3.16, 3.17 y figura 3.6 y 3.8. �ISMMM P- 211181 0 Fe 1 2 3 Ni 4 2 .9 0 0 .8 3 4 7 .1 0 0 .7 3 4 4 .7 0 0 .7 8 Leyenda 4 5 .3 0 0 .8 1 4 4 .9 0 0 .7 9 (1 ) O c re s in e s tru c tu ra le s c o n p e rd ig o n e s 4 (2 ) O c re s in e s tru c tu ra le s s in p e rd ig o n e s (3 ) O c re s e s tru c tu ra le s fin a le s 5 4 4 .7 0 6 0 .7 7 Fe 4 2 .9 Ni 0 .8 3 P r o fu n d id a d (m ) Figura 3.8. Columna litoestratigráfica representativa del perfil laterítico estructural completo (LEC) del yacimiento Pronóstico Perfil No.4 Laterítico estructural incompleto (LEI) Están distribuidos en un 2.01 % en todo el yacimiento, (Ver figura 3.6) localizándose en el cuerpo 1 al (NW) en 1.99 % y en el cuerpo 2 al (SE) tiene un 2.06 %. Los horizontes presentes en él son: los ocres estructurales finales con un 94.26 % dentro del perfil y a continuación los ocres inestructurales con el 5.74 % en el yacimiento. Ver tablas 3.15 hasta 3.18 y figura 3.9. �ISMMM % Perfil Laterítico Estructural Completo (LEC) Yacimiento Cuerpo 1 (NW) Cuerpo 2 (SE) OI 5,74 5,75 5,71 OEF 94,26 94,25 94,29 Figura 3.9. Horizontes del perfil laterítico estructural completo (LEC) del yacimiento Pronóstico Comportamiento de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El comportamiento de los elementos útiles de los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico; se confeccionaron tres mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad, teniendo en cuenta los pozos perforados en el área, representativos de los elementos químicos principales: hierro (Fe), níquel (Ni), cobalto (Co). Ver anexos 3.39 hasta 3.41. En el anexo 3.39, se observa el comportamiento de los contenidos de Fe en los perfiles lateríticos, estos están representados en 72 pozos en ambos cuerpos del yacimiento, donde se observa que existe pocos datos, debido a la extracción de la mena limonita de balance (LB) por la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S.A). Los contenidos de Fe (20.48–48.50 %), son altos. El níquel (Ni) tiene con contenidos de 0.58-2.37 %, estos van incrementándose gradualmente a mayor profundidad del corte de la corteza de intemperismo y predominan los contenidos de 1-1.5 %, asociados a los horizontes de los ocres �ISMMM estructurales finales (Ver anexo 3.40). Los contenidos de Co son bastante altos y van de (0.048–0.282 %), (Ver anexo 3.41). Hacia el S-W predominan los pozos con contenido de cobalto menores de 0.105 %. Comportamiento de los elementos nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El comportamiento de los elementos nocivos en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, se confeccionaron cinco mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad, teniendo en cuenta los pozos perforados en el área, representativos de los elementos químicos: óxido de magnesio (MgO), óxido de sílice (SiO2), óxido de manganeso (MnO), óxido de cromo (Cr2O3), óxido de aluminio (Al2O3), anexos 3.42 hasta el 3.46. El óxido de magnesio (MgO), como se observa en el anexo 3.42 tiene una distribución de los contenido de 1.0-23.84%, hacia el S-W, los pozos que se encuentran fuera del área minada tienen contenidos de 2.5–10 %. Dentro del área minada no existen casi datos, debido a que fue extraida la mena limonita de balance (LB), producto del minado selectivo de acuerdo al cut-off (Ni≥1.0 %, Fe≥12.0 %), establecido para la explotación de los yacimientos concesionados de la Empresa Pedro Sotto Alba (Moa Nickel S.A). En el anexo 3.43, se observa para los perfiles lateríticos, los contenidos de óxido de sílice (SiO2) de 2.96–27.83 %. Al S-W del yacimiento, predominan los contenidos de 3.90-10 %. Los contenidos de manganeso MnO de 0.41–1.06 %, ver anexo 3.44. Predominando hacia el S del yacimiento los pozos con contenidos de 0.60–0.80 %. El óxido de cromo (Cr2O3), tiene contenidos de 1.23–4.76 %, ver anexo 3.45. Al SW del yaimiento, predominan los contenidos mayores de 2.15 %. En el anexo 3.46, se observan los contenidos de óxido de aluminio (Al2O3) de 0.54–24.70 %, que tienen una tendencia a incrementarse en profundidad en el corte de cada pozo de los perfiles lateríticos. �ISMMM 3.6. Características de los perfiles lateríticos-saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico Los perfiles lateríticos-saprolíticos se dividen en: estructurales completos y estructurales incompletos, a continuación se describen cada unos de ellos. Perfil No. 5 Laterítico-saprolítico estructural completo (LSEC) Su distribución areal es de 1.38 % en el yacimiento, en el cuerpo 1 al (NW) tiene 1.65 % de distribución hacia el NW-SE y en el cuerpo 2 al (SE) no existe este perfil (Ver figura 3.6). Ver tablas 3.15, 3.16, 3.17 y figura 3.10. Los horizontes que forman parte de este perfil son: los ocres inestructurales con perdigones, ocupan el 13.19 %, los ocres inestructurales se encuentran en 11.81 %, los ocres estructurales finales con 26.39 %, los ocres estructurales iniciales con 19.44% y a continuación la roca madre lixiviada en un 39.17 %, la de mayor distribución en el cuerpo 1 al (NW). Ver figura 3.11. �ISMMM Figura 3.10. Columna litoestratigráfica representativa del perfil laterítico saprolítico estructural completo (LSEC) del yacimiento Pronóstico (%) Perfil Laterítico-Saprolítico Estructural Completo (LSEC) OICP OI OEF OEI RML Yacimiento 13,19 11,81 26,39 19,44 29,17 Cuerpo 1 (NW) 13,19 11,81 26,39 19,44 29,17 Figura 3.11. Horizontes del perfil laterítico-saprolítico estructural completo (LSEC) del yacimiento Pronóstico Perfil No. 6 Laterítico-saprolítico estructural incompleto (LSEI) �ISMMM Los perfiles lateríticos-saproliticos del yacimiento tiene una distribución areal de 52.82% (Ver figura 3.6), en ambos cuerpos del yacimiento. Ver tablas 3.15 hasta 3.18. Los horizontes que se encuentra en este perfil son: los ocres inestructurales con perdigones con 0.39 %, los ocres inestructurales en un 11.85%, los ocres estructurales finales con 31.62 %, los ocres estructurales iniciales con 26.52 % y a continuación la roca madre lixiviada en un 39.60 %, que tiene mayor distribución en el cuerpo 1 al (NW). Ver figura 3.12. (%) Perfil Laterítico-Saprolítico Estructural Incompleto (LSEI) OICP OI OEF OEI RML Yacimiento 0,39 1,85 31,62 26,52 39,60 Cuerpo 1 (NW) 0,33 1,92 30,58 26,19 40,97 Cuerpo 2 (SE) 0,71 1,54 36,44 28,04 33,27 Figura 3.12. Horizontes del perfil laterítico-saprolítico estructural incompleto (LSEI) del yacimiento Pronóstico Comportamiento de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) en los perfiles-lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El análisis del comportamiento de los elementos útiles de los perfiles lateríticossaprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico; se confeccionaron tres mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad de cada pozo perforado en el área. De los elementos químicos principales: hierro (Fe), níquel (Ni), cobalto (Co). Ver anexos 3.47 hasta 3.49. En el anexo 3.47, se observa el comportamiento de los contenidos de Fe de los perfiles lateríticos-saprolíticos, estos están representados en 663 pozos en ambos cuerpos del yacimiento minado, donde se observa que existe la mayor representación de estos perfiles de intemperismo. En el cuerpo 1 (NW) hacia el �ISMMM centro, esta la mayor representación de los datos, que se encuentran dentro del área minada con contenidos de Fe (18.5-43.50 %) y en el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos Fe (35.50–20.5%) aproximadamente. El níquel (Ni) se comporta con contenidos de 0.60–2.50%, estos van incrementándose gradualmente a mayor profundidad del corte de la corteza de intemperismo y predominan los contenidos de 0.60-1.50 %, en el cuerpo 1 (NW) hacia el centro y tiene mayor extensión y mineralización que el cuerpo 2 (SE); asociados a los horizontes de los ocres inestructurales con perdigones, inestructural, ocres estructurales finales e iniciales y la rocas madres lixiviadas, esta última es donde existe mayor concentración de los contenidos de Ni. Ver anexo 3.48. Los contenidos de Co son altos y van de (0.012–0.130%), ver anexo 3.49. En el cuerpo 1 (NW) hacia el centro se encuentra la mayor representación de los datos, dentro del área minada con dontenidos de 0.036–0.065 % y en el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos químicos de Co (0.030– 0.050%) aproximadamente. Comportamiento de los elementos nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) en los perfiles lateríticos-saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El comportamiento de los elementos nocivos de los perfiles lateríticos-saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico; se confeccionaron cinco mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad, teniendo en cuenta los pozos perforados en el área. Los elementos químicos: óxido de magnesio (MgO), óxido de sílice (SiO2), óxido de manganeso (MnO), óxido de cromo (Cr2O3), óxido de aluminio (Al2O3). Ver anexos 3.50 hasta el 3.54. El óxido de magnesio (MgO), como se observa en el anexo 3.50 tiene contenidos de 3.50–35.0%, en el cuerpo 1 (NW), esta la mayor representación dentro del área minada con contenidos de MgO (10.5–25.50 %) y en el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos de MgO (15.5–20.5 %). En el anexo 3.51, se observa los contenidos de óxido de sílice (Si 2O), para los perfiles lateríticos-saprolíticos que tiene contenidos de 5.0–32.0 %. En el cuerpo 1 �ISMMM (NW), está la mayor representación de los datos, dentro del área minada con contenidos de Si2O (12.50–27.50 %) y en el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos de Si2O (12.5–20.5%). El anexo 3.52, se observa los contenidos de MnO (0.15–1.0 %). El óxido de cromo (Cr2O3), tiene contenido de 0.50 – 3.50 %, ver anexo 3.53. En el cuerpo 1 (NW), está la mayor representación de los datos, dentro del área minada con contenido de Cr2O3 (0.50–2.0 %) y en el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos de Si2O (1.50–2.50 %), que tiene una tendencia a incrementarse en profundidad en el corte de cada pozo. Este se encuentra como relleno en las grietas, que se encuentran en los horizontes de los ocres estructurales finales (OEF), los ocres estructurales iniciales (OEI) y la roca madre agrietada (RMA). En el anexo 3.54, se observa los contenidos de óxido de aluminio (Al2O3) de 0.50– 5.50%. En el cuerpo 1 (NW) del yacimiento, está la mayor representación de los datos, dentro del área minada con contenido de Al2O3 (1.0–5.50 %) y el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos de Al2O3 (3.0–5.50 %), que tiene una tendencia a disminuir en profundidad en el corte de cada pozo de los perfiles lateríticossaprolíticos. 3.7. Características de los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico Los perfiles saprolíticos se dividen en: estructurales completos y estructurales incompleto, a continuación se describen cada unos de ellos. Perfil No. 7 Saprolítico estructural completo (SEC) Los perfiles saprolíticos tienen una distribución areal de 29.71 %, encontrándose distribuido en todo el yacimiento, en el cuerpo 1 al (NW) tiene una difusión areal de 29.19 % y en el cuerpo 2 al (SE) con 32.37 %. Ver figura 3.6, 3.13 y tablas 3.15 hasta 3.18. Entre los horizontes que forman este perfil, se encuentran los ocres estructurales iniciales con 36.50 % y la roca madre lixiviada con un 63.50 %. Ver figura 3.14. �ISMMM Figura 3.13. Columna litoestratigráfica representativa del perfil saprolítico estructural completo (SEC) del yacimiento Pronóstico (%) Perfil Saprolítico Estructural Completo (SEC) Yacimiento Cuerpo 1 (NW) Cuerpo 2 (SE) OEI 36,50 35,35 41,82 RML 63,50 64,65 58,18 �ISMMM Figura 3.14. Horizontes del perfil saprolítico estructural completo (SEC) del yacimiento Pronóstico Perfil No. 8 Saprolítico estructural incompleto (SEI) Los perfiles saprolíticos tienen una distribución areal de 14.02 % en el yacimiento, en el cuerpo 1 al (NW) tiene 15.19 % y el cuerpo 2 al (SE) con 8 %. Ver figura 3.6 y tablas 3.15 hasta 3.18. Los horizontes que forman este perfil son: los ocres estructurales iniciales con 31.27 % y la roca madre lixiviada con un 68.72 % en el yacimiento. Ver figura 3.15. (%) Perfil Saprolítico Estructural Incompleto (SEI) Yacimiento Cuerpo 1 (NW) Cuerpo 2 (SE) OEI 31,27 29,58 47,79 RML 68,72 70,42 52,21 Figura 3.15. Horizontes del perfil saprolítico estructural incompleto (SEI) del yacimiento Pronóstico Comportamiento de los elementos útiles (Fe, Ni, Co) en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El comportamiento de los elementos útiles en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico. Se confeccionaron tres mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad, teniendo en cuenta los pozos perforados. Los elementos químicos son: hierro (Fe), níquel (Ni), cobalto (Co). Ver anexos 3.55 hasta el 3.57. En el anexo 3.55, se observa el comportamiento de los contenidos de Fe en los perfiles saprolíticos, estos están representados en 915 pozos en ambos cuerpos del yacimiento. Los perfiles saprolíticos están representados en ambos cuerpos: el 1 �ISMMM (NW) y el 2 (SE). Con contenidos de Fe (4.40–40.0 %) y en los cuerpos predominan los contenidos de Fe (10.0–30.0 %). El níquel (Ni) se comporta con contenidos de 0.70–2.50 %, estos se incrementan gradualmente a mayor profundidad del corte de cada pozo en la corteza de intemperismo y predominan los contenidos de 1.0-1.80 % en el cuerpo 1 (NW), él cual tiene mayor extensión y mineralización que el cuerpo 2 (SE). En el cuerpo 2 (SE) predominan los contenidos de Ni (0.7-1.0%); asociados a los horizontes de los ocres estructurales iniciales y las rocas madres lixiviadas, en los cuales se encuentra la gohetita como mineral portador de los altos contenidos de níquel en la corteza de intemperismo. Ver anexo 3.56. Los contenidos de Co son altos de (0.020–0.050 %), ver anexo 3.57, en ambos cuerpos del yacimiento. Comportamiento de los elementos nocivos (MgO, SiO2, MnO, Cr2O3, Al2O3) en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico El comportamiento de los elementos nocivos en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, se confeccionaron cinco mapas donde se observa la distribución de los contenidos de los elementos químicos en profundidad, teniendo en cuenta los pozos perforados en el área. Los elementos químicos son: óxido de magnesio (MgO), óxido de sílice (SiO2), óxido de manganeso (MnO), óxido de cromo (Cr2O3), óxido de aluminio (Al2O3). Ver anexos 3.58 hasta el 3.62. El óxido de magnesio (MgO), como se observa en el anexo 3.58 tiene contenidos de (1.17–30.0 %), en ambos cuerpos del yacimiento, predominando dentro del área minada los contenidos de MgO (10.0–25.0 %), existiendo un incremento gradual en estos perfiles saprolíticos. En el anexo 3.59, se observa los contenidos de óxido de sílice (Si 2O) de 15.20–35.0 %, para los perfiles saprolíticos en ambos cuerpos del yacimiento. El óxido de manganeso (MnO), tiene conteniddos de 0.06–0.75 %, ver anexo 3.60. En el cuerpo 1 (NW) y en el cuerpo 2 (SE), existe la mayor representación de los datos, dentro del área minada con contenidos de Cr2O3 (0.20–0.45 %), que tienen una tendencia �ISMMM a incrementarse en profundidad en el corte de cada pozo perforado. Ver anexo 3.61. En el anexo 3.62, se observan los contenidos de óxido de aluminio (Al 2O3) de 0.40– 20.0 %.Estos contenidos tienen una tendencia a disminuir en profundidad en el corte de cada pozo perforado. 3.8. Características geoquímicas de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico La corteza de meteorización del yacimiento es muy compleja, teniendo en cuenta las observaciones de las 21007 muestras de pozos ordinarios, 256 muestras de pozos especiales (agrupados y criollos), de afloramientos y áreas minadas que forman lagunas cuando llueve, todas estas diferencias se observan en la figura 3.16 y tabla 3.19, donde se muestra el comportamiento geoquímico de los principales elementos químicos (metal y óxidos) de los diferentes perfiles de intemperismo. Figura 3.16. Comportamiento geoquímico de los principales elementos químicos (metal y óxidos) de los perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico Nota: Ni x10, Co x1 00, MnO x 10, Cr2O3 x 10; Perfiles: 2-Laterítico inestructural incompleto; 3Laterítico estructural completo; 4-Laterítico estructural incompleto; 5-Laterítico-saprolítico estructural completo; 6-Laterítico-saprolítico estructural incompleto; 7-Saprolítico estructural completo; 8Saprolítico estructural incompleto. El comportamiento geoquímico de los principales elementos químicos (metal y óxidos) que constituyen la corteza de intemperismo en la figura 3.16, se puede observar que los elementos químicos poseen movilidad diferente al ser lixiviados de la roca de la corteza de meteorización. Esta movilidad puede caracterizarse por el coeficiente de la migración del agua, en base a este coeficiente se marcan las �ISMMM series de migración de los elementos en la corteza de meteorización. Ver tabla 3.20. Según la movilidad geoquímica que es la razón entre el contenido del elemento químico en el producto final de la corteza de la meteorización y su contenido original en la roca inicial. Los elementos químicos más móviles resultaron ser el SiO 2, Mn, Co, Ni, siendo el menos móvil el Cr. El Mg es evacuado fácilmente y los inertes son el Fe y el Al. Ver figura 3.19. Se considera que los perfiles lateríticos son más pobres en contenidos de Ni que los perfiles lateríticos-saprolíticos y estos tienen contenidos de nocivos más altos. Los perfiles inestructurales tienen bajos contenidos de Ni, Co, SiO 2, MgO, pero alto contenido de Fe, Al2O3, Cr2O3. Los perfiles estructurales tienen altos contenidos de Ni, Co, SiO2, MgO y menor contenido de Fe, Al2O3, Cr2O3. Ver tabla 3.19. Tabla 3.19. Características geoquímicas de los diferentes horizontes de la corteza de intemperismo, según cut-off Ni ≥ 1.0% del yacimiento Pronóstico Horizonte Perfiles s LII (2) 2 1 2 LEC (3) 3 2 LEI (4) 3 1 2 LSEC 3 (5) 4 5 1 2 LSEI (6) 3 4 5 4 SEC (7) 5 4 SEI (8) 5 Fe Potencia(m ) 1 48.50 46.00 45.00 6 43.80 45.47 3.39 43.60 45.86 45.82 43.84 23.42 21.01 12.37 43.11 45.86 41.91 25.60 9.98 12.00 25.16 7.9 12.03 26.78 3.87 11.48 Ni Co 0.82 0.76 0.80 0.80 0.78 1.17 0.86 0.74 1.15 1.81 1.94 0.64 0.81 1.25 1.64 1.61 1.63 1.54 1.59 1.55 0.099 0.062 0.065 0.081 0.078 0.097 0.061 0.068 0.119 0.064 0.026 0.063 0.077 0.093 0.059 0.026 0.054 0.025 0.057 0.024 SiO2 Al2O3 % 3.20 14.10 2.18 13.35 2.70 13.15 5.32 13.55 3.29 13.04 6.53 10.29 2.36 13.31 3.12 13.32 6.67 10.35 24.46 4.16 33.58 2.23 4.44 14.75 3.22 12.87 8.37 10.06 24.06 5.64 34.37 2.84 24.76 5.34 34.87 2.58 22.42 5.91 34.65 2.53 MgO Cr2O3 MnO 1.49 0.57 0.92 2.60 1.32 3.22 0.91 1.01 2.74 20.16 28.56 1.60 1.18 4.02 16.57 28.58 16.71 28.34 15.99 29.31 2.55 1.98 1.98 2.01 2.19 2.52 2.21 2.24 2.52 1.62 0.80 2.23 2.31 2.56 1.75 0.80 1.69 0.81 1.78 0.77 0.90 0.86 0.85 0.77 0.88 0.84 0.86 0.85 0.90 0.49 0.26 0.82 0.87 0.82 0.52 0.26 0.51 0.26 0.53 0.25 �ISMMM Leyenda: LII (2)-Laterítico inestructural incompleto, LEC (3)-Laterítico estructural completo, LEI (4)-Laterítico estructural incompleto, LSEC (5)-Laterítico-saprolítico estructural completo, LSEI (6)-Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)-Saprolítico estructural incompleto, 1-Ocre inestructural con perdigones; 2-Ocre inestructural, 3-Ocre estructural final; 4-Ocre estructural inicial; 5-Serpentinita lixiviada, ocretizada y mineralizada Tabla 3.20. Serie de migración de los elementos durante la meteorización. Según B. Polynov y A. Perelmán (1982) Número de la serie I II III IV Grado de movilidad Evacuados intensamente Evacuados fácilmente Móviles Inertes Elementos Cl,Br,I,S Ca,Na,Mg,K,F SiO2,P,Mn,Co,Ni,Cu Fe,Al,Ti Coeficiente de la migración del agua n * 10 – n * 100 n n* 10-1 N * 10-2 �ISMMM Perfil de intemperismo Horizontes del perfil 0 LII (2) 1m OI OICP,OI,OEF 6m 3m LEC (3) LEI (4) LSEC (5) OI,OEF OICP,OI,OEF, OEI,RML 21m 10m m LSEI (6) SEC (7) OICP,OI,OEF, OEI,RML OEI,RML 8m SEI (8) 4m OEI,RML Minerales Magnetita(FeFe2O4),hematita(Fe2O3), limonita (HFeO2 * NH2O), ilmenita (FeTiO3), gohetita (6 Fe O (OH)) Magnetita(FeFe2O4),hematita(Fe2O3), gohetita (2 Fe O (OH)), gibbsita (Al (OH)3) Garnierita((Ni,Mg)4[Si4O10](OH)4*4H2O), Magnesita (Mg[CO3]), gohetita (2 Fe O (OH)), serpentina(Mg3SiO2O5(OH)4),clorita (Si3(AlFe)2O10(MgFe)5OH81) Hematita(Fe2O3),magnetita(FeFe2O4), gohetita(2FeO(OH)),serpentina(Mg3SiO2O5(OH)4), gibbsita(Al(OH)3),clorita (Si3(AlFe)2O10(MgFe)5OH81),minerales arcillosos Nontronita((Si4O10)(OH)2Fe23+*nH2O),gohetita(2FeO(O H)),serpentina(Mg3SiO2O5(OH)4),clorita (Si3(AlFe)2O10(MgFe)5OH81),cuarzo(SiO2),talco(H2Mg3S i4O12),espinela cromífera((Mg,Fe)(Al,Cr,Fe)2O4),material amorfo Nontronita((Si4O10)(OH)2Fe23+*nH2O),gohetita(2FeO(OH)),ser pentina(Mg3SiO2O5(OH)4),clorita(Si3(AlFe)2O10(MgFe)5OH81) cuarzo(SiO2),espinela cromífera((Mg,Fe)(Al,Cr,Fe)2O4),material amorfo gibbsita (Al (OH)3),hematita(Fe2O3) Nontronita((Si4O10)(OH)2Fe23+*nH2O),gohetita(2FeO(OH)),ser ntina(Mg3SiO2O5(OH)4),clorita(Si3(AlFe)2O10(MgFe)5OH81),cu zo(SiO2),espinela cromífera((Mg,Fe)(Al,Cr,Fe)2O4),material amorfo gibbsita (Al (OH)3),hematita(Fe2O3) �ISMMM Potencia promedio del perfil (m) Leyenda: LII (2)-Laterítico inestructural incompleto, LEC (3)-Laterítico estructural completo, LEI (4)-Laterítico estructural incompleto, LSEC (5)-Laterítico-saprolítico estructural completo, LSEI (6)-Laterítico-saprolítico estructural incompleto, SEC (7)-Saprolítico estructural completo, SEI (8)-Saprolítico estructural incompleto, (OICP)-Ocre inestructural con perdigones;(OI)-Ocre inestructural,(OEF)-Ocre estructural final; (OEI)-Ocre estructural inicial; (RML)-Serpentinita lixiviada, ocretizada y mineralizada Figura 3.18. Columna de los diferentes perfiles de intemperismo del yacimiento Pronóstico CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones 1. El modelo geológico del yacimiento Pronóstico, se caracteriza por una alta difusión del perfil laterítico–saprolítico (estructural incompleto) y el saprolítico (estructural completo) que aportan un coeficiente de mineralización areal de 86.0 %, lo que confirma la continuidad de las zonas meníferas en ambos cuerpos del yacimiento, con contenido de níquel promedio de 1.47 %. 2. En el yacimiento Pronóstico en la red de 33.33 x 33.33 m, se establecieron, según su composición sustancial, 6 horizontes (OICP, OI, OEF, OEI, RML, RMA) y 7 perfiles de intemperismo (LII, LEC, LEI, LSEC, LSEI, SEC, SEI). �ISMMM 3. En la corteza de meteorización del yacimiento Pronóstico, en relación a sus características geoquímicas, podemos establecer lo siguiente: • Los elementos químicos más móviles resultaron ser el SiO 2, Mn, Co, Ni, siendo el menos móvil el Cr. El Mg es evacuado fácilmente y los inertes son el Fe y el Al. • Los perfiles lateríticos son más pobres en contenidos de Ni que los perfiles lateríticos-saprolíticos y estos tienen contenidos de nocivos más altos. Los perfiles inestructurales tienen bajos contenidos de Ni, Co, SiO 2, MgO, pero alto contenido de Fe, Al2O3, Cr2O3. Los perfiles estructurales tienen altos contenidos de Ni, Co, SiO2, MgO y menor contenido de Fe, Al2O3, Cr2O3. Recomendaciones 1. Generalizar los resultados obtenidos a otros yacimientos minados con perspectivas potenciales en la explotación de recursos para la obtención de ferroníquel en Cuba. �ISMMM BIBLIOGRAFÍA AGYEI, G. et al. 2005: Caracterización mineralógica de la mena niquelífera de un perfil laterítico del yacimiento Punta Gorda, Holguín, Cuba. En: I Congreso de Minería. II Simposio Geología, Exploración y Explotación de las Lateritas Niquelíferas. Primera Convención Cubana de Ciencias de la tierra, Geociencias 2005. 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Mapa del basamento del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 3 4 5 6 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas Ríos Anexo.1.3. Mapa tectónico del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Pendiente (grados) Fallas Ríos 0 5 10 15 20 25 50 1 :2 000 Anexo.1.4. Mapa de pendiente del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra O e s te F .C a le n tu ra s 23 24 L eyen d a P o zo s P o z o s c rio llo s O b s tá c u lo n o g e o ló g ic o P o zo s a g ru p a d o s P u n to s e n p e n d ie n te s F a lla s P o z o s h id ro g e o ló g ic o s P o z o s m in e ra ló g ic o s P u n to s e n c á rc a v a s R ío s P u n to s n o p e rfo ra d o s L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s P u n to s e n la g u n a s P u n to s e n a flo ra m ie n to s L ím ite d e la c o rte z a in te m p e ris m o Anexo.2.1. Mapa de datos reales del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM Anexo.3.1. Mapa de los horizontes del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 450 Muestra 83001 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 400 Leyenda: S - Serpentina (52%) G - Mezcla de Goethita (37%) M. A - Material Amorfo(8%) E - Espinela (3%) S 350 300 S 250 200 G+S G G G+S S 150 S E S E G+S GS 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.2. Difractograma de la muestra mineralógica 83001 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 600 INTENSIDAD (N. CONTEOS) Muestra 83002 Leyenda: S - Serpentina (68%) G - Mezcla de Goethita (17%) M. A - Material Amorfo(10%) Q - Cuarzo (3%) E - Espinela (2%) 500 S 400 S 300 S 200 G S G Q Q E 100 S QS S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.3. Difractograma de la muestra mineralógica 83002 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 600 Leyenda: S - Serpentina (76%) G - Mezcla de Goethita (14%) Cl - Clorita (6%) M. A - Material Amorfo(2%) E - Espinela (1%) Q - Cuarzo (1%) Muestra 83004 S 500 400 S 300 200 S S G G 100 Q Cl G S G S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.4. Difractograma de la muestra mineralógica 83004 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 Muestra 83006 Leyenda: S - Serpentina (77%) G - Mezcla de Goethita (11%) N - Nontronita (5%) M. A - Material Amorfo(6%) E - Espinela (1%) S 400 300 S 200 S G S S 100 S G N S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.5. Difractograma de la muestra mineralógica 83006 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83008 450 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 400 Leyenda: G - Goethita (82%) S - Serpentina (9%) E - Espinela (6%) M. A - Material Amorfo(3%) G G 350 G G G 300 G G G G GCl 250 S G E S Cl 200 Cl M.Amorfo 150 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.6. Difractograma de la muestra mineralógica 83008 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 450 Muestra 83010 400 S 350 INTENSIDAD (N. CONTEOS) Leyenda: S - Serpentina (74%) G - Goethita (15%) Cl - Clorita (6%) M. A - Material Amorfo(5%) E - Espinela (1%) 300 250 S 200 S 150 S G G G 100 Cl Cl E S G+ S S S G S 50 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.7. Difractograma de la muestra mineralógica 83010 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 600 INTENSIDAD (N. CONTEOS) Muestra 83012 Leyenda: S - Serpentina (80%) G - Goethita (11%) M. A - Material Amorfo(9%) S 500 400 S 300 200 S S 100 S G S G S S S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 DISPERSION ANGULAR (2 ) 70 80 90 �ISMMM Anexo.3.8. Difractograma de la muestra mineralógica 83012 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 700 Muestra 83014 600 Leyenda: S - Serpentina (84%) G - Goethita (13%) M. A - Material Amorfo(3%) S 500 400 S 300 S 200 S G 100 G G G S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.9. Difractograma de la muestra mineralógica 83014 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM INTENSIDAD (N. CONTEOS) 350 Muestra 83015 S Leyenda: S - Serpentina (58%) G - Goethita (34%) E - Espinela (3%) M. A - Material Amorfo(5%) 300 250 S S 200 G G S 150 G G G G G S S 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.10. Difractograma de la muestra mineralógica 83015 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 350 Muestra 83017 Leyenda: S - Serpentina (78%) G - Goethita (11%) N - Nontronita (5%) M. A - Material Amorfo(5%) E - Espinela (1%) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 300 S 250 200 S 150 ES S 100 G S N S E 50 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.11. Difractograma de la muestra mineralógica 83017 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 400 Muestra 83021 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 350 Leyenda: S - Serpentina (86%) G - Goethita (8%) M. A - Material Amorfo(5%) E - Espinela (1%) S 300 250 S 200 150 S 100 S G S G S 50 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.12. Difractograma de la muestra mineralógica 83021 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83022 350 Leyenda: S - Serpentina (49%) G - Goethita (43%) M. A - Material Amorfo(9%) E - Espinela (4%) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 300 S 250 S + E S 200 G G G S S G G 150 G 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.13. Difractograma de la muestra mineralógica 83022 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 600 Muestra 83024 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 Leyenda: S - Serpentina (86%) G - Goethita (12%) M. A - Material Amorfo(2%) S 400 300 S 200 S S G 100 G S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.14. Difractograma de la muestra mineralógica 83024 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 450 Muestra 83027 400 Leyenda: S - Serpentina (58%) G - Goethita (30%) M. A - Material Amorfo(6%) E - Espinela (2%) T - Talco (4%) INTENSIDAD (N. CONTEOS) S 350 300 S 250 SG 200 G S GQ 150 T GS G G GG S T 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.15. Difractograma de la muestra mineralógica 83027 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 600 Muestra 83029 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 Leyenda: S - Serpentina (83%) G - Goethita (10%) N - Nontronita (4%) M. A - Material Amorfo(2%) Q - Cuarzo (1%) S 400 300 S 200 S 100 Q S G N G S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.16. Difractograma de la muestra mineralógica 83029 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 700 Muestra 83032 Leyenda: S - Serpentina (87%) G - Goethita (12%) M. A - Material Amorfo(1%) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 600 S 500 400 S 300 200 S S 100 G Q S G M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.17. Difractograma de la muestra mineralógica 83032 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM Muestra 83034 Leyenda: G - Goethita E - Espinela H - Hematita Gibb - Gibbsita G - Gibbsita S - Serpentina M. A - Material Amorfo 500 Gibb G 400 G Gibb Gibb INTENSIDAD (N. CONTEOS) G + E 300 G E S G G G + E G G G G G 200 M.Amorfo 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.18. Difractograma de la muestra mineralógica 83034 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 90 �ISMMM 500 Muestra 83036 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 400 Leyenda: S - Serpentina(78%) G - Goethita(17%) N - Nontronita (3%) M. A - Material Amorfo(2%) S 300 S 200 S S 100 G G S S S M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.19. Difractograma de la muestra mineralógica 83036 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 700 Muestra 83038 600 INTENSIDAD (N. CONTEOS) S Leyenda: S - Serpentina (90%) G - Goethita (9%) M. A - Material Amorfo(1%) 500 400 300 S 200 S 100 S G G S S 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.20. Difractograma de la muestra mineralógica 83038 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM 600 Muestra 83040 Leyenda: G - Goethita E - Espinela H - Hematita Cl - Clorita M. A - Material Amorfo INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 400 300 G+E G G G+H Cl G 200 Q HGG H G GG E G G H Cl Cl 100 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.21. Difractograma de la muestra mineralógica 83040 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83041 G+E G 350 Leyenda: G - Goethita E - Espinela H - Hematita Gibb - Gibbsita M. A - Material Amorfo N - Nontronita G 300 G+H H Gibb 250 G E Gibb INTENSIDAD (N. CONTEOS) 400 H G G G E G G H G H 200 N 150 M.Amorfo 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.22. Difractograma de la muestra mineralógica 83041 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM Muestra 83043 350 Leyenda: Cl - Clorita G - Goethita E - Espinela S - Serpentina M. A - Material Amorfo T- Talco INTENSIDAD (N. CONTEOS) 300 250 Cl 200 G + E G Cl Cl S G S 100 G H G Cl Cl 150 T Cl Cl Cl G G E G T M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.23. Difractograma de la muestra mineralógica 83043 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 600 Muestra 83044 Leyenda: G - Goethita S - Serpentina Cl - Clorita E - Espinela M. A - Material Amorfo INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 S 400 E G 300 S S Cl Cl S G H G G E Cl 200 S M.Amorfo 100 0 0 10 20 30 40 50 60 DISPERSION ANGULAR (2 ) 70 80 90 �ISMMM Anexo.3.24. Difractograma de la muestra mineralógica 83044 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 300 Muestra 83046 250 Leyenda: S - Serpentina G - Goethita E - Espinela H - Hematita M. A - Material Amorfo S S + E 200 G G S S G +H 150 G GG E G E S+G G S S E 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.25. Difractograma de la muestra mineralógica 83046 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 500 INTENSIDAD (N. CONTEOS) Muestra 83048 400 300 Leyenda: S - Serpentina Cl - Clorita G - Goethita M. A - Material Amorfo S S 200 S SG 100 G Cl G G S S S 0 0 10 20 30 40 50 60 DISPERSION ANGULAR (2 ) 70 80 90 �ISMMM Anexo.3.26. Difractograma de la muestra mineralógica 83048 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83050 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 500 Leyenda: G - Goethita H - Hematita S - Serpentina E - Espinela M. A - Material Amorfo Gibb - Gibbsita 400 300 H +E Gibb G H S 200 Gibb H S G Gibb G G H G E G H E 100 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.27. Difractograma de la muestra mineralógica 83050 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 90 �ISMMM 400 Muestra 83051 INTENSIDAD (N. CONTEOS) 350 Leyenda: G - Goethita H - Hematita S - Serpentina E - Espinela M. A - Material Amorfo Cl - Clorita 300 250 E+H S G 200 G S Cl S G+H H G 150 E ES G G E G SE E Cl 100 M.Amorfo 50 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.28. Difractograma de la muestra mineralógica 83051 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) 700 Muestra 83053 Leyenda: G - Goethita(61%) H - Hematita (26%) E - Espinela(4%) S - Serpentina (4%) M. A - Material Amorfo(5%) INTENSIDAD (N. CONTEOS) 600 500 G H + G + E G 400 H + G 300 G S H H Q H G G G 200 M.Amorfo 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.29. Difractograma de la muestra mineralógica 83053 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM INTENSIDAD (N. CONTEOS) 600 Muestra 83054 Leyenda: S - Serpentina(76%) G - Goethita (15%) N - Nontronita (5%) E - Espinela (1%) M. A - Material Amorfo (4%) 500 S 400 300 S 200 S + E G S GS 100 S E E E S 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.30. Difractograma de la muestra mineralógica 83054 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) �ISMMM Muestra 83055 350 INTENSIDAD (N. CONTEOS) S Leyenda: S - Serpentina G - Goethita E - Espinela M. A - Material Amorfo 300 S 250 200 150 S+E 100 S G S E G SS G S S+E G 50 M.Amorfo 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 DISPERSION ANGULAR (2 ) Anexo.3.31. Difractograma de la muestra mineralógica 83055 del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Anexo 3.32. Resultados del recálculo mineralógico de las muestras del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) % % % * Muestras Serp. Goet. Espinela (M)+H 83001 52 37 3 83002 68 17 2 83004 76 14 1 83006 77 11 1 83008 9 82 6 83010 74 15 <1 83012 80 11 83014 84 13 83015 58 34 3 83017 78 11 1 83021 86 8 1 83022 44 43 4 83024 86 12 83027 58 30 3 83029 83 10 83032 87 12 83034 3 37 36 83036 78 17 83038 90 9 83040 36 41 % Esp -Cr 6 4 % Gibb. 13 - % % % % % Amorfo Cuarzo Clorita Nontron Talco 8 10 2 6 3 5 9 3 5 5 5 9 2 5 2 1 5 2 1 5 3 1 1 - 6 6 14 5 5 4 3 - 4 - �ISMMM 83041 60 20 4 10 4 2 83043 10 18 20 3 8 36 5 83044 22 29 27 5 7 10 83046 52 14 24 2 8 83048 72 14 5 9 83050 23 24 27H 3 17 6 83051 48 18 18 3 6 7 83053 4 61 26H 4 5 83054 76 15 <1 4 5 83055 86 10 <1 4 Leyenda: * Sumatoria de fases portadoras de Fe: hematita y las espinelas (maghemita y/o magnetita); Serp.-Serpentina; Esp-Espinela; Goet.-Goethita; Gibb.-Gibbsita; NontronNontronita; M-Material amorfo, H-Hematita; Cr-Cromo Nota: Las goethitas en las muestras analizadas son ricas en aluminio, o sea, se clasifican como alumogoethitas, con sustitución por hierro en la estructura cristalina. Anexo. 3.33. Clasificación granulometrica de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Pozo Muestra Desde Hasta Horizonte >1.6mm >0.30mm >0.15mm >0.074mm >0.063mm <0.063mm 211402 83001 0.00 2.70 4 15.8 3.8 3.9 4.3 1.2 70.9 211402 83002 2.70 3.50 5 52.2 4.5 3.8 3.8 1.3 34.4 211402 83003 3.50 4.00 5 17.0 6.6 5.4 5.9 1.6 63.3 211402 83004 4.00 8.00 6 72.3 2.8 2.4 2.7 0.5 18.8 211402 83005 8.00 12.00 6 82.0 2.8 1.8 1.5 0.4 10.7 211206 83006 0.00 3.00 6 97.5 0.4 0.3 0.1 0.1 1.0 211206 83007 3.00 6.00 6 74.5 1.3 1.8 1.5 0.4 20.2 201231 83008 0.00 2.00 3 18.8 0.9 1.0 1.3 0.7 76.7 201231 83009 2.00 3.00 6 83.7 0.8 1.1 0.7 0.5 12.1 201231 83010 3.00 4.00 5 38.2 10.4 4.9 4.3 1.2 40.7 201231 83011 4.00 7.00 6 94.4 0.9 0.6 0.4 0.2 3.1 201231 83012 7.00 9.00 6 97.5 0.6 0.3 0.2 0.1 1.4 201107 83013 0.00 4.00 4 6.9 2.7 2.5 3.3 0.7 83.6 201107 83014 4.00 5.00 6 75.2 3.3 2.6 1.3 0.9 16.4 201107 83015 5.00 8.00 4 15.4 3.3 2.6 2.9 1.8 73.7 201107 83016 8.00 11.50 5 8.3 3.7 2.8 4.8 1.8 78.4 211142 83017 0.00 3.00 6 68.1 7.1 3.3 2.0 0.9 16.3 211142 83018 3.00 6.00 6 88.7 1.4 1.3 0.7 0.3 7.0 211142 83019 6.00 9.00 6 72.67 4.22 2.47 1.35 0.44 18.01 �ISMMM 211142 83020 9.00 12.00 17 98.17 0.37 0.19 0.12 0.02 0.42 211142 83021 12.00 14.00 6 86.35 2.38 1.76 0.9 0.18 7.38 221052 83022 0.00 0.60 4 17.3 4.5 3.4 2.6 1.6 68.6 221052 83023 0.60 2.00 6 98.0 0.3 0.2 0.1 0.0 1.0 221052 83024 2.00 4.00 6 93.44 1.55 0.62 0.59 0.05 3.43 221052 83025 4.00 6.00 6 96.83 0.54 0.26 0.05 0.07 0.36 221246 83026 0.00 2.00 1 38.64 5.12 4.85 2.98 1.37 45.12 221246 83027 2.00 5.30 4 14.7 3.1 6.0 6.0 1.3 68.3 221246 83028 5.30 5.60 5 48.1 4.4 4.2 5.2 1.7 36.3 221246 83029 5.60 6.50 6 94.8 1.0 0.6 0.9 0.3 1.5 221246 83030 6.50 9.00 5 38.4 6.4 5.3 6.8 2.4 40.7 221246 83031 9.00 9.50 17 97.76 0.42 0.25 0.19 0.07 1.04 221246 83032 9.50 10.00 6 77.3 3.0 2.3 2.7 0.7 13.7 201458 83033 0.00 2.00 3 15.5 2.8 2.4 2.1 0.7 76.4 201458 83034 2.00 6.00 3 1.3 1.7 2.1 2.6 0.6 91.7 201458 83035 6.00 9.00 6 98.36 0.31 0.11 0.15 0.02 0.75 201458 83036 9.00 12.00 5 95.7 0.6 0.4 0.3 0.1 2.0 201458 83037 12.00 14.00 6 89.08 1.26 0.76 0.59 0.15 7.86 201458 83038 14.00 16.70 6 95.64 0.74 0.44 0.3 0.08 2.55 Leyenda: 1-Ocre inesructural con perdigones; 3–Ocre estructural final; 4-Ocre estructural inicial, 5-Roca madre lixiviada; 6- Roca madre agrietada; 17-Peridotita serpentinizada Anexo. 3.33. Clasificación granulometrica de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012), continuación Pozo Muestra Desde Hasta Horizonte >1.6mm >0.30mm >0.15mm >0.074mm >0.063mm <0.063mm 231009 83039 0.00 1.00 1 30.9 3.0 2.4 2.2 1.0 59.7 231009 83040 1.00 4.00 3 14.0 1.9 2.1 3.0 0.8 78.0 231009 83041 4.00 4.90 3 6.4 2.4 2.8 2.6 0.7 83.0 231009 83042 4.90 7.40 3 1.6 2.4 4.0 1.7 0.9 88.7 231009 83043 7.40 7.70 4 29.0 5.3 4.3 3.4 1.2 56.8 231009 83044 7.70 8.20 4 2.3 2.3 2.3 3.4 0.8 89.0 231009 83045 8.20 10.70 17 85.5 2.5 2.1 1.0 0.3 8.5 231009 83046 10.70 11.70 4 48.0 1.2 1.1 1.9 0.7 46.7 231009 83047 11.70 12.70 17 69.82 5.19 3.27 2.4 0.41 18.66 231009 83048 12.70 13.40 6 60.1 4.8 2.7 2.2 0.6 28.8 231009 83049 13.40 13.70 17 96.24 0.96 0.71 0.44 0.09 1.22 191342 83050 0.00 1.50 4 38.1 4.5 3.2 2.7 0.7 49.1 191342 83051 1.50 4.70 4 14.1 2.7 2.8 2.2 0.4 77.5 191342 83052 3.30 7.70 4 7.6 1.5 1.6 1.5 0.5 86.1 231319 83053 0.00 1.00 3 7.9 1.7 1.4 1.3 0.5 86.8 �ISMMM 231319 83054 1.00 3.30 5 50.6 4.3 3.0 1.8 1.2 39.0 231319 83055 3.30 4.70 17 89.46 0.96 1.27 1.09 0.23 6.97 231319 83056 4.70 6.70 17 97.91 0.22 0.16 0.05 0.02 0.32 231319 83057 6.70 7.70 17 95.59 0.61 0.5 0.32 0.19 2.64 231009 83039 0.00 1.00 1 30.9 3.0 2.4 2.2 1.0 59.7 231009 83040 1.00 4.00 3 14.0 1.9 2.1 3.0 0.8 78.0 231009 83041 4.00 4.90 3 6.4 2.4 2.8 2.6 0.7 83.0 231009 83042 4.90 7.40 3 1.6 2.4 4.0 1.7 0.9 88.7 231009 83043 7.40 7.70 4 29.0 5.3 4.3 3.4 1.2 56.8 231009 83044 7.70 8.20 4 2.3 2.3 2.3 3.4 0.8 89.0 231009 83045 8.20 10.70 17 85.5 2.5 2.1 1.0 0.3 8.5 231009 83046 10.70 11.70 4 48.0 1.2 1.1 1.9 0.7 46.7 231009 83047 11.70 12.70 17 69.82 5.19 3.27 2.4 0.41 18.66 231009 83048 12.70 13.40 6 60.1 4.8 2.7 2.2 0.6 28.8 231009 83049 13.40 13.70 17 96.24 0.96 0.71 0.44 0.09 1.22 191342 83050 0.00 1.50 4 38.1 4.5 3.2 2.7 0.7 49.1 191342 83051 1.50 4.70 4 14.1 2.7 2.8 2.2 0.4 77.5 191342 83052 3.30 7.70 4 7.6 1.5 1.6 1.5 0.5 86.1 231319 83053 0.00 1.00 3 7.9 1.7 1.4 1.3 0.5 86.8 231319 83054 1.00 3.30 5 50.6 4.3 3.0 1.8 1.2 39.0 231319 83055 3.30 4.70 17 89.46 0.96 1.27 1.09 0.23 6.97 231319 83056 4.70 6.70 17 97.91 0.22 0.16 0.05 0.02 0.32 231319 83057 6.70 7.70 17 95.59 0.61 0.5 0.32 0.19 2.64 Leyenda: 1-Ocre inesructural con perdigones; 3–Ocre estructural final; 4-Ocre estructural inicial, 5-Roca madre lixiviada; 6- Roca madre agrietada; 17-Peridotita serpentinizada �ISMMM Anexo. 3.34. Composición química de los metales de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83001 83002 83003 83004 83005 83006 83007 83008 83009 83010 83011 83012 83013 83014 83015 83016 83017 83018 83019 83020 83021 83022 83023 83024 83025 83026 83027 83028 83029 83030 83031 83032 83033 83034 83035 83036 83037 Fe % 20.64 10.35 13.03 8.89 5.78 6.66 7.59 45.53 7.84 8.53 8.19 6.97 23.95 8.01 20.94 10.42 6.93 5.19 5.08 5.31 5.49 24.08 5.04 6.97 6.03 46.80 18.07 12.19 6.35 10.81 5.54 6.89 45.27 43.83 6.37 9.73 6.01 Ni % 2.84 3.37 3.08 2.55 2.20 2.70 3.54 1.94 2.72 2.34 2.92 2.89 2.76 3.03 2.20 2.27 4.09 3.10 0.76 0.62 1.25 2.99 1.71 2.69 1.38 0.74 1.82 1.64 1.86 1.43 0.75 1.53 1.31 1.78 2.80 3.16 2.41 Co % 0.066 0.028 0.028 0.020 0.013 0.024 0.029 0.090 0.019 0.019 0.017 0.014 0.050 0.017 0.042 0.031 0.029 0.015 0.013 0.011 0.013 0.054 0.012 0.014 0.012 0.061 0.038 0.025 0.013 0.020 0.012 0.015 0.123 0.138 0.018 0.023 0.013 Si % 12.84 17.29 15.97 16.97 19.07 18.17 17.86 3.09 18.09 16.31 17.45 18.03 11.94 17.61 12.48 16.17 18.24 18.74 19.17 19.13 18.56 11.62 17.97 18.48 17.75 1.56 14.40 16.33 18.69 17.91 19.29 18.90 1.82 3.11 18.89 17.47 19.02 Al % 1.35 0.90 0.92 0.67 0.62 0.45 0.68 3.73 0.68 3.21 0.70 0.58 1.91 0.63 1.96 1.38 0.83 0.60 0.54 0.34 0.40 2.12 2.52 0.71 0.39 6.56 1.69 1.74 0.49 0.94 0.38 0.52 6.13 4.65 0.68 0.92 0.53 Mg % 12.82 16.64 16.26 18.14 20.13 19.53 18.65 2.12 19.34 17.99 18.84 19.43 11.03 19.50 12.95 17.16 18.35 19.98 21.48 21.87 21.00 10.81 19.38 19.84 21.62 1.13 14.17 17.21 20.23 17.40 21.65 19.83 1.15 1.88 19.45 17.75 19.62 Leyenda: Fe-Hierro; Ni-Níquel; Co-Cobalto; Si-Sílice; Al-Aluminio; Mg-Magnesio �ISMMM Anexo 3.34. Composición química de los metales de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012), continuación Muestra 83038 83039 Fe % 5.36 47.52 Ni % 2.31 0.89 Co % 0.013 0.089 Si % 19.08 1.94 Al % 0.57 5.68 Mg % 19.76 1.16 83040 83041 83042 83043 83044 83045 40.80 49.81 48.31 21.59 34.71 7.59 1.30 1.05 1.56 1.50 1.86 0.50 0.100 0.134 0.157 0.059 0.082 0.019 5.66 1.26 2.35 11.85 8.71 18.57 4.32 4.51 3.19 6.71 2.33 1.06 2.79 0.59 1.07 8.76 6.29 20.01 83046 83047 83048 83049 83050 83051 22.32 6.21 8.57 4.04 33.87 21.08 1.53 0.66 1.17 0.25 1.69 2.95 0.042 0.013 0.018 0.009 0.072 0.116 13.45 18.79 18.37 19.21 6.22 12.31 1.37 0.43 0.56 0.32 5.76 3.28 12.65 21.04 19.05 21.95 5.69 11.72 83052 25.77 2.56 0.153 9.76 5.21 8.45 83053 46.27 1.64 0.091 2.48 4.77 0.98 83054 9.33 1.37 0.027 17.23 1.21 18.59 83055 5.93 0.96 0.017 19.17 0.50 21.13 83056 5.23 0.51 0.013 19.28 0.45 21.58 83057 5.56 0.54 0.013 19.27 0.43 21.63 Leyenda: Fe-Hierro; Ni-Níquel; Co-Cobalto; Si-Sílice; Al-Aluminio; Mg-Magnesio �ISMMM Anexo. 3.35. Composición química de los óxidos de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra Al2O3% SiO2 % MgO% Cr2O3% MnO% Fe2O3% NiO% CoO% FeO% CaO% Na2O% K2O% FeO_Cr% PPI Si_Lib 83001 2.55 27.46 21.25 1.35 0.40 29.49 3.59 0.084 0.10 0.05 0.05 0.05 0.57 12.63 0.25 83002 1.71 36.99 27.59 0.89 0.23 14.79 4.26 0.035 0.21 0.05 0.05 0.05 0.34 13.38 0.82 83003 1.74 34.16 26.96 0.95 0.26 18.62 3.90 0.035 0.10 0.05 0.05 0.05 0.39 13.29 0.66 83004 1.26 36.30 30.07 0.67 0.18 12.70 3.23 0.026 0.41 0.05 0.05 0.05 0.26 13.76 0.64 83005 1.18 40.79 33.38 0.53 0.12 8.26 2.78 0.017 1.18 0.08 0.05 0.05 0.23 12.60 0.25 83006 0.85 38.86 32.39 0.39 0.13 9.52 3.42 0.030 0.57 0.05 0.05 0.05 0.11 13.82 0.25 83007 1.28 38.21 30.93 0.74 0.17 10.84 4.48 0.037 0.41 0.06 0.05 0.05 0.26 13.11 0.25 83008 7.04 6.61 3.51 3.28 0.90 65.04 2.46 0.114 0.10 0.05 0.05 0.05 1.01 11.33 0.25 83009 1.28 38.70 32.06 0.63 0.19 11.20 3.44 0.024 0.51 0.05 0.05 0.05 0.22 12.86 0.50 83010 6.07 34.88 29.83 0.47 0.18 12.18 2.96 0.024 0.77 0.05 0.05 0.05 0.20 13.00 0.25 83011 1.33 37.32 31.24 0.56 0.18 11.70 3.69 0.022 0.41 0.05 0.05 0.05 0.21 14.14 0.25 83012 1.09 38.56 32.22 0.50 0.14 9.95 3.66 0.018 0.57 0.08 0.05 0.05 0.18 13.71 0.25 83013 3.60 25.55 18.29 1.52 0.50 34.21 3.49 0.063 0.10 0.05 0.05 0.05 0.47 12.77 0.25 83014 1.19 37.67 32.34 0.57 0.16 11.44 3.84 0.022 0.41 0.05 0.05 0.05 0.21 12.72 0.25 83015 3.71 26.69 21.48 1.31 0.42 29.92 2.78 0.054 0.10 0.05 0.05 0.05 0.57 12.81 0.25 83016 2.61 34.58 28.46 0.98 0.30 14.89 2.87 0.039 0.10 0.05 0.05 0.05 0.37 13.58 0.25 83017 1.57 39.02 30.43 0.47 0.17 9.90 5.18 0.037 0.87 0.05 0.05 0.05 0.05 12.70 0.25 83018 1.13 40.08 33.13 0.47 0.13 7.41 3.92 0.019 1.18 0.05 0.05 0.05 0.05 13.03 0.25 83019 1.02 41.01 35.61 0.49 0.14 7.25 0.96 0.017 1.65 0.05 0.05 0.05 0.13 12.26 0.25 83020 0.65 40.92 36.26 0.39 0.11 7.59 0.78 0.014 0.21 0.05 0.05 0.05 0.10 13.50 0.25 83021 0.76 39.70 34.82 0.46 0.12 7.84 1.58 0.016 0.77 0.05 0.05 0.05 0.10 14.11 0.25 83022 4.00 24.86 17.92 1.98 0.51 34.40 3.79 0.069 0.15 0.05 0.05 0.05 0.50 12.72 0.25 83023 4.77 38.44 32.14 0.36 0.14 7.20 2.16 0.015 2.21 0.08 0.06 0.05 0.10 12.93 0.25 83024 1.34 39.54 32.90 0.42 0.15 9.96 3.40 0.018 0.77 0.05 0.05 0.05 0.12 12.97 0.25 83025 0.73 37.97 35.84 0.50 0.13 8.61 1.75 0.015 0.87 0.05 0.05 0.05 0.15 13.71 0.25 83026 12.39 3.33 1.87 2.52 0.65 66.86 0.94 0.078 0.10 0.05 0.07 0.05 0.58 11.34 0.25 83027 3.20 30.81 23.49 1.27 0.38 25.82 2.30 0.048 0.10 0.05 0.05 0.05 0.45 13.10 0.51 83028 3.29 34.94 28.54 0.74 0.27 17.42 2.07 0.032 0.41 0.05 0.05 0.05 0.24 12.80 0.25 83029 0.93 39.97 33.54 0.39 0.14 9.07 2.36 0.016 0.46 0.05 0.05 0.05 0.12 13.59 0.72 Leyenda: Al2O3-Óxido de aluminio; SiO2- Óxido de sílice; MgO- Óxido de magnesio; Cr2O3- Óxido de cromo; MnO- Óxido de manganeso; Fe2O3- Óxido de hierro 3; NiO- Óxido de níquel; CoO- Óxido de cobalto; FeO- Óxido de hierro 2; CaO-Óxido de calcio; Na2O- Óxido de sodio; K2O- Óxido de potasio; FeO_CrÓxido de hierro 2-cromo; PPI-Perdida por ignición; Si_Lib-Sílice libre �ISMMM Anexo. 3.35. Composición química de los óxidos de las muestras mineralógicas del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012), continuación Muestra 83030 83031 83032 83033 83034 83035 83036 83037 83038 83039 83040 83041 83042 83043 83044 83045 83046 83047 83048 83049 83050 83051 83052 83053 83054 83055 83056 83057 Al2O3% 1.77 0.72 0.99 11.58 8.78 1.29 1.74 1.00 1.08 10.74 8.17 8.53 6.02 12.68 4.40 2.01 2.59 0.81 1.05 0.60 10.88 6.19 9.85 9.02 2.28 0.95 0.85 0.81 SiO2% 38.30 41.26 40.43 3.89 6.65 40.41 37.36 40.68 40.82 4.16 12.11 2.70 5.03 25.34 18.63 39.73 28.76 40.19 39.29 41.09 13.30 26.34 20.87 5.30 36.86 41.00 41.23 41.22 MgO% 28.85 35.90 32.88 1.91 3.11 32.25 29.43 32.54 32.76 1.93 4.62 0.98 1.78 14.52 10.43 33.18 20.98 34.88 31.58 36.40 9.44 19.44 14.01 1.63 30.83 35.03 35.78 35.87 Cr2O3% 0.69 0.37 0.59 2.99 3.35 0.68 0.59 0.52 0.48 2.30 2.40 2.24 2.75 1.39 2.47 0.57 1.39 0.46 0.66 0.36 1.85 1.62 2.52 2.36 0.73 0.35 0.43 0.44 MnO% 0.22 0.14 0.15 0.88 0.86 0.16 0.21 0.12 0.12 0.81 0.81 0.88 0.90 0.51 0.72 0.19 0.45 0.15 0.18 0.11 0.67 0.45 0.70 0.94 0.24 0.14 0.13 0.13 Fe2O3% 15.44 7.92 9.84 64.67 62.61 9.10 13.90 8.58 7.66 67.89 58.29 71.16 69.02 30.84 49.59 10.84 31.89 8.87 12.24 5.77 48.39 30.11 36.81 66.10 13.33 8.47 7.47 7.94 NiO% 1.81 0.95 1.94 1.66 2.25 3.54 4.00 3.05 2.93 1.13 1.64 1.33 1.98 1.90 2.36 0.63 1.94 0.83 1.48 0.32 2.14 3.73 3.24 2.07 1.73 1.22 0.65 0.68 CoO% 0.025 0.015 0.019 0.157 0.176 0.023 0.029 0.017 0.016 0.113 0.127 0.170 0.200 0.075 0.104 0.024 0.053 0.017 0.023 0.011 0.092 0.148 0.195 0.116 0.034 0.021 0.017 0.017 FeO% 0.26 0.72 0.41 0.10 0.15 0.82 0.62 1.29 1.34 0.10 0.26 0.31 0.82 0.93 0.41 1.44 0.26 1.29 1.08 1.24 0.21 0.46 0.72 0.10 1.13 1.65 1.90 1.60 CaO% 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.19 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.10 0.06 Na2O% 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.07 0.05 0.05 0.05 0.05 K2O% FeO_Cr% 0.05 0.26 0.05 0.10 0.05 0.20 0.05 0.67 0.05 0.96 0.05 0.18 0.05 0.14 0.05 0.19 0.05 0.16 0.05 0.54 0.05 0.71 0.05 0.58 0.05 0.78 0.05 0.31 0.05 0.76 0.05 0.18 0.05 0.46 0.05 0.16 0.05 0.25 0.05 0.05 0.05 0.38 0.05 0.51 0.05 0.79 0.06 0.81 0.05 0.24 0.05 0.12 0.05 0.18 0.05 0.18 PPI 13.44 12.59 13.01 12.37 12.08 12.08 12.69 12.43 12.92 11.37 11.47 12.10 11.48 12.40 11.31 12.11 12.20 12.96 12.97 13.72 12.19 11.62 11.08 12.28 12.54 11.55 11.79 11.75 SI_LIB 1.51 1.04 0.82 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.87 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.65 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 �ISMMM Leyenda: Al2O3-Óxido de aluminio; SiO2- Óxido de sílice; MgO- Óxido de magnesio; Cr2O3- Óxido de cromo; MnO- Óxido de manganeso; Fe2O3- Óxido de hierro 3; NiO- Óxido de níquel; CoO- Óxido de cobalto; FeO- Óxido de hierro 2; CaO-Óxido de calcio; Na2O- Óxido de sodio; K2O- Óxido de potasio; FeO_CrÓxido de hierro 2-cromo; PPI-Perdida por ignición; Si_Lib-Sílice libre �ISMMM Anexo 3.36. Composición química de los metales de las muestras petrográfica del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83301 83302 83303 83304 83305 83306 83307 83308 83309 83310 83311 83312 83313 83314 83315 83316 Fe % 4.60 5.61 5.81 5.08 5.28 4.91 4.66 4.11 5.92 5.04 5.31 3.80 4.22 4.38 3.73 2.91 Ni % 1.92 2.35 2.13 0.97 1.78 2.24 0.26 0.24 2.30 0.54 1.43 1.24 0.25 0.28 0.22 0.24 Co % 0.011 0.013 0.012 0.011 0.012 0.010 0.009 0.009 0.013 0.012 0.012 0.011 0.010 0.011 0.010 0.010 Si % 20.01 18.53 18.09 18.24 19.02 18.48 18.12 18.19 18.40 18.52 19.20 19.33 18.51 18.60 18.45 18.60 Al % 0.57 0.41 0.37 0.36 0.44 0.49 0.34 0.32 0.40 0.37 0.44 0.42 0.31 0.38 0.35 0.34 Leyenda: Fe-Hierro; Ni-Níquel; Co-Cobalto; Si-Sílice; Al-Aluminio; Mg-Magnesio Mg % 19.52 20.02 20.08 21.78 20.45 20.39 22.53 22.19 19.92 21.72 20.03 21.24 22.76 22.20 22.95 23.49 �ISMMM Anexo 3.37. Composición química de los metales de las muestras petrográfica del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83301 83302 83303 83304 83305 83306 83307 83308 83309 83310 83311 83312 83313 83314 83315 83316 Al2O3 SiO2 MgO % % % 1.07 42.80 32.37 0.78 39.64 33.20 0.70 38.70 33.29 0.68 39.02 36.12 0.83 40.69 33.90 0.92 39.53 33.81 0.64 38.77 37.35 0.60 38.90 36.79 0.75 39.35 33.03 0.70 39.62 36.02 0.83 41.08 33.21 0.80 41.34 35.21 0.58 39.60 37.74 0.71 39.79 36.81 0.66 39.46 38.06 0.64 39.78 38.95 Cr2O3 MnO % % 0.37 0.11 0.27 0.12 0.29 0.12 0.31 0.11 0.32 0.12 0.34 0.11 0.23 0.11 0.25 0.10 0.39 0.13 0.39 0.13 0.38 0.13 0.38 0.11 0.32 0.10 0.34 0.11 0.30 0.12 0.29 0.11 NiO % 2.44 2.99 2.71 1.23 2.27 2.85 0.33 0.31 2.93 0.69 1.82 1.58 0.32 0.35 0.28 0.30 CoO % 0.014 0.016 0.015 0.014 0.015 0.013 0.012 0.012 0.016 0.015 0.015 0.014 0.013 0.014 0.013 0.013 CaO % 0.13 0.20 0.05 0.11 0.20 0.05 0.08 0.05 0.10 0.20 0.19 0.14 0.12 0.15 0.17 0.19 Fe2O3 FeO % % 6.58 1.29 8.02 0.77 8.30 0.51 7.26 0.93 7.55 0.93 7.02 0.77 6.67 1.08 5.87 1.03 8.47 0.87 7.21 1.23 7.59 0.77 5.44 1.80 6.04 1.13 6.26 0.93 5.33 1.90 4.16 2.57 TIO2 Na2O % % 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 0.03 0.05 0.05 0.05 0.04 0.05 0.02 0.05 0.02 0.05 K2O % 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 0.05 0.05 0.05 P2O5 % 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 PPI 13.02 14.09 14.44 14.21 13.41 14.72 14.55 15.07 13.99 13.83 14.08 12.71 14.29 14.71 13.43 12.94 Leyenda: Al2O3-Óxido de aluminio; SiO2- Óxido de sílice; MgO- Óxido de magnesio; Cr2O3- Óxido de cromo; MnO- Óxido de manganeso; NiO- Óxido de níquel; CoO- Óxido de cobalto; CaO-Óxido de calcio; Fe2O3- Óxido de hierro 3; FeO- Óxido de hierro 2; TIO2- Óxido de titanio; Na2O- Óxido de sodio; K2OÓxido de potasio; P2O5- Óxido de fósforo; PPI-Perdida por ignición �ISMMM Anexo. 3.38. Composición mineralógica de las secciones delgadas de las muestras petrográfica del yacimiento Pronóstico (Marrero T.; et al. 2012) Muestra 83301 83302 83303 83304 83305 83306 83307 83308 83309 83310 83311 83312 83313 83314 83315 83316 MinSerp % 85 80 88 90 98 95 30 12 89 90 92 - Rel olivino % 3 2 1 3 65 78 94 89 94 2 94 98 Rel ortopir % 5 1 1 3 5 5 11 2 5 1 1 - Rel clinopir % - Magnetita Cromita FeO % % % 0.9 2 1 1 2 1 2 1 - Clorita % - Textura Pseudomórfica por minerales de la serpentina Pseudomórfica ,en parte reticular Pseudomórfica ,en parte reticular (relíctica) Pseudomórfica por minerales de la serpentina Pseudomórfica Pseudomórfica ,en parte reticular (relíctica) Reticular,en parte pseudomórfica Reticular,en parte pseudomórfica Reticular,en parte pseudomórfica Glomeropoifídica, en parte reticular Reticular,en parte pseudomórfica Pseudomórfica Pseudomórfica ,en parte relíctica Pseudomórfica ,en parte reticular Reticular, pseudomórfica, en parte cataclástica Reticular o de malla, en parte pseudomórfica Leyenda: MinSerp- Minerales de la serpentina; Rel olivino-Relicto de olivno; Rel ortopir-Relicto de Ortopiroxeno; Rel clinopir-Relicto de clinopiroxeno; FeOÓxido de hierro 2 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calentura Oeste F.Calenturas 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Escombreras Fallas Ríos Isocontenido Fe (%) 20.45 30.5 32.5 34.5 39.5 40.5 45.5 48.6 Anexo.3.39. Comportamiento del Fe en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calentura Oeste F.Calenturas 23 24 Isocontenido Ni (%) Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas 0.5 0.9 1 1.2 1.6 2 2.15 Ríos Escombreras Anexo 3.40. Comportamiento del Ni en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 Iso co n ten id o C o (% ) L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s F a lla s R ío s 0 .0 4 5 0 .0 9 0 .1 0 5 0 .1 7 5 0 .2 2 0 .2 8 3 Anexo 3.41. Comportamiento del Co en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Isocontenido MgO (%) Fallas Ríos 1 2.5 5.5 10 15 20.5 23.9 Escombreras Anexo 3.42. Comportamiento del MgO en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM . 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 2.95 3.9 5 10 15 20 27.85 Anexo 3.43. Comportamiento de la SiO2 en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Escombreras Fallas Ríos Isocontenido MnO (%) 0.4 0.6 0.8 1 1.02 1.04 1.07 Anexo 3.44. Comportamiento del MnO en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 1.2 2.15 3 3.5 4 4.77 E s c o m b re ra s Anexo 3.45. Comportamiento del Cr2O3 en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s F a lla s Iso co n ten id o (% ) R ío s 0.53 3.5 5 10 15 20 24.8 Anexo 3.46. Comportamiento del Al2O3 en los perfiles lateríticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calentura Oeste F.Calenturas 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas Ríos Isocontenido Fe (%) 12.3 18.5 20.5 25.5 30.5 35.5 40.5 43.5 Escombreras Anexo 3.47. Comportamiento del Fe en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Isocontenido Ni (%) Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas 0.12 0.6 1.5 2 2.1 2.2 2.5 Ríos Escombreras Anexo 3.48. Comportamiento del Ni en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calentura Oeste F.Calenturas 23 24 Isocontenido Co (%) Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas Ríos 0.012 0.036 0.05 0.065 0.101 0.13 Escombreras Anexo 3.49. Comportamiento del Co en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Isocontenido MgO (%) Fallas Ríos 3.5 7.5 10.5 15.5 20.5 25.5 35 Escombreras Anexo 3.50. Comportamiento del MgO en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 5 8 .5 1 0 .5 1 2 .5 2 0 .5 2 7 .5 32 E s c o m b re ra s Anexo 3.51. Comportamiento de la SiO2 en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calentura Oeste F.Calenturas 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas Ríos Isocontenido MnO (%) 0.15 0.45 0.55 0.75 0.85 0.9 1 Escombreras Anexo 3.52. Comportamiento del MnO en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría F a lla s Iso co n ten id o (% ) R ío s 0.5 1.5 2 2.5 3.5 9.3 E s c o m b re ra s Anexo 3.53. Comportamiento del Cr2O3 en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 0.5 0 .7 0.9 1 2 .5 3 5 .5 Anexo 3.54. Comportamiento del Al2O3 en los perfiles lateríticos saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s F a lla s Iso co n ten id o F e (% ) R ío s 4.4 7.8 10 15 20 30 35 40 Anexo 3.55. Comportamiento del Fe en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Isocontenido Ni (%) Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas 0.7 1 1.5 1.8 2 2.3 2.5 Ríos Escombreras Anexo 3.56. Comportamiento del Ni en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Isocontenido Co (%) Leyenda Pozos Límite de la minería Escombreras Fallas Ríos 0.006 0.02 0.05 0.09 0.11 0.115 Anexo 3.57. Comportamiento del Co en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Fallas Isocontenido MgO (%) Ríos 1.17 5.5 8.5 10 15 25 30 Escombreras Anexo 3.58. Comportamiento del MgO en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría E s c o m b re ra s Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 8 .2 1 5 .2 20 25 35 40 4 0 .8 4 Anexo 3.59. Comportamiento de la SiO2 en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F.Yamaniguey 21 22 F.Río Moa Norte F.Calenturas F.Calentura Oeste 23 24 Leyenda Pozos Límite de la minería Isocontenido MnO (%) Fallas Ríos 0.06 0.2 0.3 0.45 0.5 0.65 0.75 Escombreras Anexo 3.60. Comportamiento del MnO en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría Iso co n ten id o F a lla s ( %) R ío s 0.2 0.5 1 1.5 2 2.3 E s c o m b re ra s Anexo 3.61. Comportamiento del Cr2O3 en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 �ISMMM 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F .Y a m a n ig u e y 21 22 F .R ío M o a N o rte F .C a le n tu ra s F .C a le n tu ra O e s te 23 24 L eyen d a P ozos L ím ite d e la m in e ría Iso co n ten id o F a lla s (% ) R ío s 0.4 1.5 2.5 8 12 15 20 E s c o m b re ra s Anexo 3.62. Comportamiento del Al2O3 en los perfiles saprolíticos de la corteza de intemperismo del yacimiento Pronóstico, escala 1:15 000 � 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 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 Caracterización geológica de los perfiles de intemperismo del yacimiento pronóstico, municipio Moa, Holguín Creator An entity primarily responsible for making the resource Terina Marrero Pérez 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/9290d16d69e914655d6a0b871defcbd9.pdf 0931c7d1beeac5e71b15423a2e4ae5a9 PDF Text Text TESIS Caracterización Geológico- Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Municipio Cañada de Urdaneta, Estado Zulia Liseth del Carmen Pérez Albornoz �Página legal Título de la obra: Caracterización Geológico- Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Municipio Cañada de Urdaneta, Estado Zulia, 75 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Liseth del Carmen Pérez Albornoz 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 Título: Caracterización Geológico- Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Municipio Cañada de Urdaneta, Estado Zulia Tesis en opción al título académico de Máster en Geología Autora: Lic. Liseth del Carmen Pérez Albornoz Mayo, 2015 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Caracterización GeológicoGeológico Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Municipio Cañada de Urdaneta, Estado Zulia Tesis en opción al título académico de Máster en Geología Autora: Lic. Liseth del Carmen Pérez Albornoz Tutora: MsC. Moraima Fernández Rodríguez Tutora Industrial: MsC. Betzabeth Gil Socorro Mayo, 2015 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” ÍNDICE INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... XII CAPÍTULO I – CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL .............................................. 1 1.1 Localización del Área de Estudio..................................................................... 2 1.2 Bloque Tectónico de Maracaibo ...................................................................... 2 1.3 Fallas y Elementos Estructurales Principales .................................................. 5 1.3.1. Falla de Oca .......................................................................................... 5 1.3.2. Falla de Perijá y Tigre ............................................................................ 5 1.3.3. Falla de Icotea ....................................................................................... 5 1.3.4. Falla Pueblo Viejo .................................................................................. 6 1.3.5. Falla La Ensenada ................................................................................. 6 1.3.6. Lineamiento en el Noroccidente de Venezuela ..................................... 7 1.4 Historia Sedimentaria de la Cuenca de Maracaibo.......................................... 9 1.5 Geomorfología del Estado Zulia .................................................................... 21 1.6 Cuencas hidrográficas del Lago de Maracaibo.............................................. 23 CAPÍTULO II – MARCO METODOLÓGICO.............................................................. 28 2.1 Metodología Empleada........................................................................................ 28 CAPÍTULO III –CARACTERIZACÓN GEOLÓGICO AMBIENTAL DE LA UNIDAD EXPERIMENTAL SANTA BARBARÁ........................................................................ 31 3.1 Geología .............................................................................................................. 32 3.2 Geología Estructural y Sismicidad....................................................................... 35 3.3 Hidrología ............................................................................................................ 38 3.4 Clima ................................................................................................................... 39 3.5 Análisis de las comunidades vegetales alterada ................................................. 40 3.5.1 Arbustales bajos, medio densos a densos .......................................... 41 3.5.2 Asociación Arbustales bajos, medio densos a ralos, con Pastizales sin riego y suelos desnudos ............................................................................... 42 3.5.3 Asociación de pastizales sin riego con arbustales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos.................................................................... 43 3.5.4 Herbazales secundarios bajos a ralos con suelos desnudos (Conucos abandonados)............................................................................................... 43 3.5.5 Herbazales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos. ................... 44 3.5.6 Cultivos perennes sin riego. ................................................................ 45 3.5.7 Cultivos anuales con riego................................................................... 45 3.5.8 Árboles ornamentales.. ........................................................................ 46 3.5.9 Frutales cultivados.. ............................................................................. 47 3.6 Análisis de la Composición Florística .................................................................. 48 3.7 Análisis faunístico................................................................................................ 49 3.8 Uso del Espacio de la Unidad Experimental “Santa Barbará” ...... ……………..…51 VII �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.9 Problemática Ambiental en el Ámbito de Estudio ................................................ 66 3.9.1 Deforestación ...................................................................................... 66 3.9.2 Extracción y remoción de capa vegetal y argílico ................................ 67 3.9.3 Vertedero no Controlados.................................................................... 68 3.9.4 Ubicación de buses en mal estado en la UESB. ................................. 69 3.10 Caracterización e Importancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables de la UESB............................................................................ 70 3.11 Alternativas de solución..................................................................................... 72 3.11.1 Estrategias para el control y solución de los problemas de erosión del suelo. ............................................................................................................ 72 3.11.2 Estrategia para la rehabilitación de las áreas utilizadas como vertederos no controlados. ........................................................................... 72 3.11.3 Estrategias para evitar las actividades de extracción de Capa Vegetal y argílico al E de la UESB Ubicación de buses en mal estado en la UESB. 73 CONCLUSIONES...................................................................................................... 74 RECOMENDACIONES ............................................................................................. 75 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 76 ANEXOS ................................................................................................................... 81 VIII �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. División Fisiográfica de la Región de Maracaibo………………………………….1 Figura 2. Bloque Tectónico de Maracaibo…………………………………………………….2 Figura 3. Columna estratigráfica generalizada con la representación de los principales eventos Tectónicos reconocidos en la cuenca del Lago de Maracaibo…………………..4 Figura 4. Fallas Geológicas en el Occidente de Venezuela……………………………….6 Figura 5. Lineamientos de dirección NNE-SSO y NE-SO en el Occidente de Venezuela………………………………………………………………………………………..8 Figura 6. Esquema paleogeográfico del Barremiense………………………………… ….11 Figura 7. Esquema paleogeográfico del Aptiense………………………………………….12 Figura 8. Esquema paleogeográfico del Albiense…………………………………………13 Figura 9. Esquema Paleogeográfico del Cenomaniense Tardío-Turoniense…………..15 Figura 10. Esquema Paleogeográfico del Maestrichtiense……………………………….16 Figura 11. Esquema Paleogeográfico del Paleoceno Temprano…………………………17 Figura 12. Esquema Paleogeográfico del Paleoceno Tardío……………………………..19 Figura 13. Esquema Paleogeográfico del Eoceno…………………………………………20 Figura 14. Ubicación de los sectores geomorfológicos del Zulia…………………………21 Figura 15. Distribución de las principales cuencas hidrográficas de Venezuela..………24 Figura 16. Mapa Hidrogeológico de Venezuela…………………………………………….25 Figura 17. Reservas de Aguas Subterráneas en Venezuela……………………………..26 Figura 18. Ubicación Nacional, Regional y Local de la Zona de Estudio……………….31 Figura 19. A) Paisaje llano de la zona de estudio. B) Imagen Satelital mostrando la pendiente hacia el noreste…………………………………………………………………….32 Figura 20. Columna Lito-estratigráfica del Parcelamiento Hato Quintero……………….33 Figura 21. Mapa de Zonificación Sísmica con Fines de Ingeniería de Venezuela……..36 Figura 22. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2012..37 Figura 23. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2013..37 Figura 24. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2014..37 Figura 25. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2015..38 Figura 26. Histograma de la Magnitud de los sismos registrados indicando los días de ocurrencia en el primer trimestre del año 2015 (enero-marzo)……………………………38 Figura 27. Cañada El Bajo, indicando el área de estudio ………………..……………….39 Figura 28. Temperaturas, período 2007-2014………………....…...……………...……….40 Figura 29. Precipitaciones, período 2007-2014…………………………………………….40 Figura 30. Unidad de vegetación alterada de la Unidad Experimental “Santa Bárbara”…………………………………………………………………………………………41 Figura 31. Arbustales bajos, medio densos a densos……………………………………..42 Figura 32.Asociación Arbustales bajos, medio densos a ralos, con Pastizales sin riego y suelos desnudos. ………………………………………………………………………………43 IX �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 33. Herbazales secundarios bajos a ralos con suelos desnudos (Conucos abandonados)……………………………………………………………..……………………44 Figura 34. Herbazales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos…………………….44 Figura 35. Cultivos perennes sin riego………………………………………………………45 Figura 36.Cultivos anuales con riego. ………………………………………………………46 Figura 37. Árboles ornamentales…………………………………………………………….47 Figura 38. Cultivo de Cocotales………………………………………………………………47 Figura 39. Formas de crecimiento presentes en el área de estudio……………………...48 Figura 40. Avifauna observada en la UESB…………………………………………………50 Figura 41. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2001…………………………..52 Figura 42. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2004…………………………..53 Figura 43. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2006…………………………..54 Figura 44. Recuperación progresiva de las áreas de cultivos períodos 2007, 2009 y 2010……………………………………………………………………………………………...55 Figura 45. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2007………………………….56 Figura 46. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2009………………………….57 Figura 47. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2010………………………….58 Figura 48. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2011………………………….60 Figura 49. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2012………………………….61 Figura 50. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2013………………………….62 Figura 51. Disminución de las áreas de cultivos períodos 2011-2013……..….………..63 Figura 52. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2014………………………….64 Figura 53. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2015………………………….65 Figura 54. Área deforestada, se observa suelo desnudo y vegetación dispersa………66 Figura 55. Saque Activo en la zona de estudio……………………………………………67 Figura 56. Carcavamientos al norte de la zona de estudio………………………………68 Figura 57. Vertedero no controlado al norte de la zona de estudio………………….….69 Figura 58. Buses en mal estado estacionados a la entrada de la UESB………………69 Figura 59. Importancia del Daño Ambiental Observado…………………….……………71 X �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Provincias y Subprovincias hidrogeológicas de Venezuela…………………….25 Tabla 2. Característica de las unidades geológicas de los acuíferos en Venezuela......26 Tabla 3. Reservas totales de aguas subterráneas en Venezuela…………………..……27 Tabla 4. Datos promedios de parámetros hidrogeológicos de estados venezolanos….27 Tabla 5. Porosidad y Permeabilidad de los suelos de UESB……………………..………34 Tabla 6. Lista de las especies de fauna………………………………………………..……50 Tabla 7. Problemática Ambiental del Ámbito de Estudio……………………………..…...66 Tabla 8. Estimación de la Significancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables…………………………………………………………………...…….70 Tabla 9. Estimación de la Irreparabilidad e Importancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables (B&RNR)…………………………………………………71 XI �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” INTRODUCCIÓN El desarrollo de los principales centros urbanos de Venezuela se ha realizado, en su mayor parte, sin los estudios necesarios de las condiciones físico-naturales presentes en su entorno, lo que ha ocasionado numerosos impactos ambientales por el aprovechamiento irracional de los recursos naturales mermando la calidad de vida de sus ciudadanos. La falta de planificación previa debido a la ocupación ilegal del suelo, propiciado por el crecimiento acelerado de la población venezolana, ha incidido directamente sobre la calidad ambiental en los centros urbanos. Esta presión también se ha trasladado a las áreas rurales del país. Tal es el caso de los municipios Maracaibo, San Francisco y Cañada de Urdaneta del estado Zulia, que ha sufrido la reducción significativa de su capa vegetal en zonas que se han caracterizado por el desarrollo de actividades agrícolas. La utilización de áreas con vocación agrícola para otros fines, como es la extracción de la capa vegetal, demuestra la necesidad de una mayor caracterización ambiental, que permita enfatizar en la protección de estas zonas y, por ende, de la soberanía agroalimentaria destacada en el plan de desarrollo económico y social venezolano vigente (Plan Patria 2013-2019). Este fenómeno de interacción negativa centros urbanos-áreas rurales se ha observado en el asentamiento campesino Los Bienes y en la Unidad Experimental “Santa Bárbara”, parroquia Chiquinquirá, Municipio La Cañada de Urdaneta, estado Zulia. Es importante mencionar que la unidad experimental es una granja perteneciente a CORPOZULIA y dada en comodato para ser administrada por el Instituto Universitario Tecnológico de Maracaibo (IUTM) para el desarrollo de actividades académicas, de investigación y extensión del Programa Nacional de Formación en Agroalimentaria. Por lo anteriormente planteado, el objetivo general que se persigue en este trabajo consiste en “caracterizar la Unidad Experimental “Santa Barbará” desde un punto de vista geológico y ambiental” con el fin de ofrecer una linea base para la comparación del XII �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” uso de sus recursos a través del Tiempo. Pereyra B., Moscardi C. y Muñiz V. (2009), señalan que: La línea de base ambiental es la caracterización del territorio para determinar el estado actual de sus componentes físicos, químicos, biológicos y sociales, entre otros, como la situación de partida, la cual servirá de base de comparación a través del tiempo. Está orientada a obtener información sobre parámetros fundamentales que definan el estado de un medio ambiente en un momento dado (p 166). Por tanto, se puede plantear como problema de investigación la insuficiente caracterización geológica-ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará”. Este es de suma importancia al proporcionar los conocimiento básicos para una mejor planificación de las actividades que allí se desarrollan y para la evaluación de los efectos negativos que inciden en la producción de la zona. En este trabajo no se valoró la parte social, que esta representada por obreros, administrativos y directivos de FUNDAIUTM que hacen vida en el ámbito de estudio. Para finalizar, el presente trabajo se ha planteado una metodología en dos fases: una primera de recolección de información bibliográfica y de campo, seguida por la fase de análisis de la misma. Todo esto llevo a la integración y generación de 15 mapas temáticos de diversos tópicos (geológico, topográfico, pendiente, entre otros) siendo estos aportes prácticos de este trabajo y como aporte científico el estudio preliminar de la fauna y flora del ámbito de estudio. Justificación del tema El entendimiento de las características geológico-ambientales de un lugar es esencial para la conceptualización, diseño y ejecución de proyectos productivos. Esto adquiere mayor relevancia en los proyectos agrícolas, que en su ejecución necesitan del uso intensivo del suelo y agua. La planificación de los sistemas agrícolas debe partir, entonces, de la conceptualización de sus parámetros ambientales, con el objeto de buscar las estrategias necesarias para minimizar los impactos y lograr la conservación efectiva de los recursos naturales, tales como el agua y el suelo, vitales para el desarrollo de cultivos. XIII �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” De este modo, el estudio sobre la caracterización ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” se realizó por la necesidad de disponer de información base que proporcione un marco de referencia en el desarrollo proyectos productivos. Diseño teórico Esta investigación tiene por objeto de estudio, la Unidad Experimental “Santa Barbará” (UESB), la cual requiere del conocimiento de sus caracteristicas ambientales en la compresión de las diversas dinámicas e interacciones que en ella se desarrollan. Estableciéndose como hipotesis de investigación que “si se conocen las características de los principales aspectos del medio físico y biótico de la Unidad Experimental Santa Barbará y se analiza la evolución del uso de su espacio es posible describir la problemática ambiental existente y proponer alternativas de solución, entonces esta caracterización se establecerá como línea base de comparación a través del tiempo en la definición de una mejor planificación de proyecto acorde a sus potencialidades y debilidades”. Por tanto, este trabajo de investigación se centra en la insuficiente caracterización ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” como una de las causantes de la falta de planificación de estrategias para la solución de los problemas agudizando cada vez más la problemática ambiental existente y que incide en el desarrollo de sus actividades. En este estudio se aplicó los principios teóricos del enfoque de sistema (Acosta y Fernández, 1997.). Para lograr este fin, la caracterización geológicoambiental, se establecieron los siguientes objetivos especificos: • Caracterizar los principales aspectos del medio físico y biótico del ámbito de estudio. • Analizar la evolución del uso del espacio en el ámbito de estudio. • Describir la problemática ambiental existente en el entorno de la Unidad Experimental “Santa Barbará” • Proponer alternativas de solución para la problemática ambiental existente. XIV �Caracterización Geológico-Ambiental Geológico Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” CAPÍTULO I. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL En la Unidad Experimental “Santa Barbará”, a pesar de su problemática problem ambiental y presupuestaria,, se ha empezado iniciativas para la activación y fortalecimiento de su producción, mediante el desarrollo de varios proyectos de los programas nacionales de formación en Agroalimentaria y Geociencia. También ha sido objeto de estudio, est de numerosas investigaciones en tesis de pregrado y postgrado. Una investigación de interés desarrollada en el área de estudio fue llevada a cabo por Depaola G. (2013).. Este autor comparó los efectos de TerraCottem y estiércol de bovino sobre la retención ención de agua en el suelo elo de la Granja Santa Bárbara. Para ello, caracterizó el suelo, por sus propiedades físico-químico, físico y el clima utilizando datos proporcionado por el Servicio de Meteorología de la Fuerza Aérea para la Estación La Cañada, durante el período 1994-2003. 1994 Figura 1. División Fisiográfica de la Región egión de Maracaibo. Maracaibo Fuente: Elaboración Propia (2014). Este autor señala, que la Granja Santa Bárbara del Instituto Universitario Tecnológico de Maracaibo se ubica en el Sector C de la Planicie de Maracaibo (Figura 1) entre la latitud 10º 31´ y longitud ongitud 71º 39´; a una atura promedio de 26 m.s.n.m. 1 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 1.1. Localización del Área de Estudio La Unidad Experimental “Santa Barbará” se ubica en el asentamiento Los Bienes de la parroquia Chiquinquirá, municipio Cañada de Urdaneta, estado Zulia. Esta granja se encuentra administrada, bajo la figura de comodato, por el Instituto Universitario de Tecnología de Maracaibo. El área de análisis se encuentra dentro de la cuenca hidrológica del Lago de Maracaibo, en la sub-cuenca de la cañada El Bajo, hacia el sur de la capital zuliana. Estructuralmente se emplaza en el bloque tectónico de Maracaibo. El cual se despliega mayor información que permita tener una idea más clara del área de estudio. 1.2. Bloque Tectónico de Maracaibo El occidente venezolano y oriente colombiano, en su parte norte, se emplaza dentro de bloques tectónicos discretos o microplacas, producto de la compleja interacción tectónica entre las placas Caribe, Suramérica y Nazca. En Venezuela se encuentra el bloque triangular de Maracaibo (Figura 2), que de acuerdo a Audemard y Audemard (2002) constituye una cuña litosférica limitada por las fallas principales Santa Marta-Bucaramanga, Boconó y Oca-Ancón (autor citado por González M., Audemard F. y Malave G., s.f., p. 3). Figura 2. Bloque Tectónico de Maracaibo. Fuente: Modificado de Martínez F., Roux J., Castillo J.F., Bastardo M. y Carrasquel M. (2010). 2 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Estos autores destacan además que el bloque de Maracaibo presenta fragmentación interna mediante fallas (activas o potencialmente activas) orientadas NNE-SSO, la eventual ruptura cosísmica de cualquiera de ellas podría provocar eventuales deformaciones permanentes directas, las cuales pueden ocasionar daños parciales o totales sobre activos petroleros y no petroleros ubicados en zonas aledañas dentro de la mencionada cuenca (p.3). El centro del bloque se denomina depresión o cuenca del Lago de Maracaibo, la cual se formó como consecuencia del levantamiento de los Andes (Mérida y Perijá) (Gil 2011, citado por González M. et al, s.f. p.3). y constituye una cuenca intracratónica activamente subsidente que limita al este y al oeste por los Andes de Mérida, la Serranía de Trujillo y por la Sierra de Perijá, respectivamente, y al norte por el sistema de fallas rumbo-deslizantes destral Oca-Ancón. En su historia geológica, diversos autores (citado por Martínez F. et al., 2010, p. 885), han distinguido varias fases tectónicas (Figura 3): - Fase I. Rifting durante el Jurásico Tardío, caracterizada por el establecimiento de sistemas de rift, y el desarrollo de importantes semi-grabenes corticales NNESSO, los cuales fueron rellenados por potentes series continentales de sedimentos rojos de la Formación La Quinta. Esta fase tectónica está asociada a la fragmentación del extremo septentrional de Pangea (Ruptura continental) en el Jurásico Temprano, episodio que dio paso a la creación del océano Proto-Caribe del extremo septentrional de Pangea durante el Jurásico Temprano - Fase II. Margen continental pasivo durante el Cretácico Temprano-Tardío, donde se estableció una amplia plataforma clástica-carbonática, donde se depósito el Grupo Cogollo (formaciones Lisure, Maraca y Apón) y las formaciones La Luna y Colón. - Fase III. Margen activo a partir del Paleoceno-Eoceno, relacionada con el acortamiento tectónico del margen pasivo asociada fundamentalmente con la colisión del Arco de Panamá y el extremo norte de la placa Sudamericana, y combinado con la subducción de ángulo bajo de la Placa del Caribe bajo el norte de 3 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Sudamérica.. Este complejo proceso tectónico indujo deformación transtensional, inversión de fallas normales. normales. En esta fase, se denota posteriormente el escape del “Bloque Bloque Tectónico de Maracaibo” Maracaibo” y el levantamiento de los andes andes, que provocó reactivación de fallas y continuas subsidencias con desarrollo sarrollo de depocentro en el Mioceno. Figura 3. Columna na estratigráfica generalizada con la representación de los principales eventos tectónicos reconocidos en la cuenca del Lago de Maracaibo. Maracaibo Fuente: Martínez F. et al. 2010. 4 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 1.3. Fallas y Elementos Estructurales Principales A continuación se mencionarán las principales fallas y estructuras asociadas al bloque tectónico de Maracaibo, en su parte venezolana, y sus características principales. 1.3.1 Falla de Oca La Falla de Oca es una falla transcurrente dextral de orientación E-W, que corta la parte norte de la Cuenca de Maracaibo, constituyéndose como el límite norte del Bloque Tectónico de Maracaibo. Esta falla se cree fue creada en el Triásico Tardío como límite norte de la Placa de Suramérica, y el inicio en el Eoceno como falla de rumbo (con un desplazamiento aproximado de 180 Km) asociado al movimiento de la Placa del Caribe, generando magmatismo en la parte norte de la Falla (Cediel et al. 2003, citado por Ayala R. 2009, p. 12). Cabe destacar, que La Placa del Caribe converge en dirección este-sureste con respecto a la Placa Suramericana, a una velocidad de 1-2 cm/año. Este impacto es absorbido por el sistema de fallas de Oca-Ancón, que presenta una tasa de actividad promedio del orden de 2 mm/año (Audemard, 1996; citado por Instituto Colombiano de Geología y Minería INGEOMINAS, s.f., p. 3). Esto explica la baja sismicidad detectada en la cuenca. 1.3.2. Falla de Perijá y Tigre Estas fallas son sinestrales y se encuentran ubicadas en la serranía de Perijá con una orientación NE-SW, ambas pudieron estar conectadas al mismo sistema y condicionaron los espesores del Paleoceno (La Falla de Perijá y la Falla del Tigre). Estas fallas se asocian a movimientos transpresivos, que permiten tener comportamientos inversos y de rumbo (estructuras en flor). 1.3.3. Falla de Icotea El sistema de Falla de Icotea es una zona compleja con una larga historia de deformación, asociada a la fase tectónica de Rifting del Jurasico Tardío. Este sistema inicialmente tenía un comportamiento normal que durante el Eoceno Temprano fue reactivada como rumbo deslizante debido a la transpresión generada por el proceso de 5 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” inversión estructural de la cuenca. En la actualidad presenta movimientos verticales, laterales sinestrales y con una inversión local con una rotación de 15º en el sentido de las aguas de reloj. 1.3.4. Falla Pueblo Viejo La falla Pueblo Viejo es activa con movimiento reciente transpresivo, pero con movimientos verticales opuestos en su historia tectónica. Se compone de dos trazas de vergencia contraria, que limitan un levantamiento estructural anticlinal (push up). Este sistema de falla tiene una longitud mínima de 60 km y anchura de 16 km. Según Murria (citado por González et al, s.f.), la falla tiene una tasa de deslizamiento de 0,02 mm/año y magnitud máxima asociada de 6,5. 1.3.5. Falla La Ensenada Falla de dirección suroeste, atravesando la población de La Concepción e influenciando el municipio Cañada de Urdaneta (al sur), en donde se interrumpe para volver a manifestarse hacia el norte del barrio Manzanillo, prolongándose hasta las inmediaciones del barrio Monte Claro y cambiando de dirección noreste afectando la zona e manglares del barrio Santa Rosa de Agua del Municipio Maracaibo (PDUL 1995, P. 10). Figura 4. Fallas Geológicas en el Occidente de Venezuela. Fuente: FUNVISIS (s.f.). 6 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 1.3.6. Lineamientos en el Noroccidente de Venezuela Ujueta-Lozano (2007, p. 4) define lineamiento “como un elemento tectónico de orden planetario de gran longitud (se mide en miles de kilómetros), que penetra hasta el manto superior y cuya edad fluctúa entre 2500 y 3000 m.a.” y puede estar integrada, a lo largo de su traza por varias características geomorfológicas o estructurales, de tal forma que algunas fallas pueden formar parte del mismo. En Venezuela noroccidental, este autor han definido los lineamientos: Perijá, Este Lago de Maracaibo, Oeste Lago de Maracaibo, Barquisimeto y Caparo, cuyas descripciones se muestran a continuación: El Lineamiento Barquisimeto separa la plataforma Los Monjes y la Cuenca Chimare, al Este, de los altos gravimétricos de la Serranía de Cocinas y del Cabo de la Vela al Oeste, ubicados dentro de la provincia conocida como la Alta Guajira. El Lineamiento Caparo perpendicularmente a la dirección de los Andes de Venezuela alcanza la Serranía de Perijá en las Cabeceras de los ríos Tocuy y Maracas. La Serranía de Los Motilones aumenta su altura rápidamente de 2.500 a 3450m. Mientras que el Lineamiento Oeste del Lago de Maracaibo también perpendicular a los Andes venezolanos, presenta como característica más notable la coincidencia de la dirección NO-SE de la orilla occidental del Lago de Maracaibo con este lineamiento. Entre el Lago de Maracaibo y el piedemonte de la Serranía del Perijá controla el río Apón hasta su confluencia con el río Cogollo y luego sobre este último, hasta su nacimiento. El Lineamiento Este del Lago de Maracaibo establece el límite entre la Cuenca de Maracaibo y la Cuenca de Falcón al Este. Desde Maracaibo posiblemente hasta la intersección con la Falla de Oca está orientada en dirección NO-SE y desde allí la prolongación del lineamiento hacia el NO pasa por el litoral del Golfo de Venezuela perfectamente alineado en la dirección del lineamiento y luego en Colombia, constituye límite neto entre la Alta Guajira y la Baja Guajira al Oeste, un bloque hundido, ahora con relieve plano cubierto por sedimentos Cuaternario. El Lineamiento Perijá de dirección general N35ºE, presente en la cadena montañosa de Perijá, produce como rasgo geomorfológico una depresión llamada por Miller (Citado 7 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” por Ujueta-Lozano, 2007 7, p. 10) desgarradura de Perijá, situado en la cabecera del río Tucuco. Al sur de esta depresión está la Sierra de Los Motilones y al norte la sierra está afectada por una concentración de fallas paralelas de dirección general NNE-SSO, NNE que atraviesan la serranía de Perijá desde el río Palmar en el NNE hasta el río Tocuy en Colombia, lombia, en el SSO, donde culmina en la Falla Arenas Blancas, de dirección NE NE-E. . La traza recta de este lineamiento sugiere buzamiento vertical aproximadamente. Cabe destacar,, que varios lineamientos del lado colombiano afectan al territorio venezolano, tal al es el caso de los lineamientos Guatapurí, Agua Fría y Río Hacha. El Lineamiento Guatapurí penetra la Serranía de Perijá a la altura de la población de Machiques, donde separa el nacimiento el río Apón y Negro, Negro, y corta co la serranía, que hacia el SO gana altura en comparación con el NE.. Mientras que el Lineamiento Agua Fría,, hacia el SE, en Venezuela, rompe la Sierra de Perijá aproximadamente a la altura del nacimiento del río Palmar que está orientado en dirección NO NO-SE. Por último, el Lineamiento Río Hacha,, en su prolongación hacia el SE antes de llegar al Lago de Maracaibo, crea una barrera estructural que obliga el río Limón a correr en dirección aproximadamente NO-SE. SE. Figura 5.. Lineamientos de dirección NNE NNE-SSO y NE-SO SO en el Occidente de Venezuela. Venezuela Fuente: Modificado de Ujueta Ujueta-Lozano Lozano (2007, p. 5). 5) 8 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” De acuerdo a la Figura 5, la actual depresión ocupada por el Lago de Maracaibo está limitada y controlada por los lineamientos Este Lago de Maracaibo y Oeste Lago de Maracaibo y otra dos que aún no han sido descritas ni denominadas en las literaturas consultadas. Sin embargo, según Ujueta-Lozana (1993), la Cuenca de Maracaibo, como tal, presenta mayores dimensiones que las hasta ahora consideradas e incluye la serranía de Perijá, Sierra Nevada de Santa Marta y las cuencas del Catatumbo, Cesar y Rancheria. Propone como límite: Este el Lineamiento Este del Lago de Maracaibo, Oeste Lineamiento Mompós-Depresión de Cúcuta, Sureste borde NO de los Andes de Mérida y el Noroeste habría que establecerse mar adentro frente Sierra Nevada de Santa Marta y la Baja Guajira. 1.4. Historia Sedimentaria de la Cuenca de Maracaibo La cuenca de Maracaibo comprende un basamento ígneo-metamórfico del Paleozoico hasta roca de edad Pleistoceno, representadas en orden estratigráfico por las formaciones: Perijá, Grupo Río Cachirí, Caño del Noroeste, Caño Indio, Río Palmar, Palmarito, La Quinta, Río Negro, Apón, Lisure, Maraca, La Luna, Colón, Mito Juan, Guasare, Marcelina, Paují, Misoa, Icotea, La Rosa, Lagunillas, La Puerta, Onia y El Milagro. Las descripciones de las formaciones se sustentan en la información del Léxico Estratigráfico de Venezuela (PDVSA-Intevep, 1997). El Precámbrico en la cuenca de Maracaibo está representado por la Formación Perijá “constituida litológicamente por cuarcitas duras cortadas por diques y vetas de cuarzo blanco, junto con micaesquistos y (…) esquistos biotíticos, moscovíticos, tremolíticos, cuarzo feldespático y metacuarcitas cloríticas, cortadas por pequeños diques aplíticos y vetas de cuarzo lechoso”. Por su parte el Paleozoico en esta cuenca se encuentra específicamente en la Sierra de Perijá, representada por el Grupo Río Cachirí del Devónico (Formaciones Caño Grande, Caño del Oeste, Campo Chico y Los Guineos), formaciones Caño del Noroeste, Caño Indio, Río Palmar y Palmarito. En el Mesozoico, los sedimentos se depositaron aprovechando los rifting desarrollados en el Jurásico producto de la fragmentación de Pangea. De acuerdo con Ghost et al (Citado por Guerrero M., 2009, p. 41) se han definido tres megasecuencias asociada al 9 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” rifting Jurásico, cuenca de retroarco y cuenca de antepaís. En el Jurásico se desarrolló en Venezuela tres depresiones en dirección NE-SO, uno de estos se ubicó en Perijá y es conocido como Surco Machiques. En este surco en Particular se acomodo los sedimentos del Grupo La Gé (Formación La Quinta, Tinacoa y Macoíta). Entre el Jurásico Tardío y Cretácico Temprano, la depresión del Lago de Maracaibo formó parte de una cuenca de retroarco producto del levantamiento de la Cordillera Central de Colombia por la subducción de la costa del Pacífico (Guerrero M., 2009, p. 42). Es importante mencionar, que por la ubicación relativamente distal de la cuenca con respecto al eje del retroarco, su sedimentación se asemeja a la de un margen pasivo, por lo que varios autores hablan de una provincia epicontinental autóctona (González de Juana et al, 1980). De este modo en el Cretácico Temprano, específicamente en el Barremiense se deposita la secuencia basal del margen Pasivo constituido por sedimentos continentales-costero de la Formación Río Negro, las evidencias sugieren una posible edad Neocomiense-Aptiense. En la Figura 6, se observa la distribución del relleno postRift, de la Formación Río Negro, en el corte es apreciable los cambios de espesores del mismo donde en el surco de Machiques, se midieron espesores de 1.500 metros. A comienzos del Aptiense (Figura 7), las aguas marinas avanzan hasta cubrir extensas áreas desarrollándose ambientes marinos someros que propiciaron el depósito de las calizas del Grupo Cogollo (Formaciones Apón, Lisure y Maraca). Hacia el sur, la cuenca es invadida por sedimentos detríticos representados por las areniscas glauconíticas de la Formación Aguardiente cuyo espesor decrece al norte pasando a su equivalente calcáreo y calcáreo detrítico de la Formación Lisure. En el Albiense Tardío (Figura 8); se depositan, en todo el occidente venezolano, en un ambiente marino de agua llanas las calizas de la Formación Maraca. Guerrero M. (2009) destaca que “el tope de esta formación marca el comienzo de un episodio retrogradacional que generan cambios resaltantes representados, por la Formación La Luna y el Miembro Tres Esquina” (p. 46). Estos cambios observados entre las calizas neríticas de Maraca y las calizas pelágicas de La Luna son producto de la transgresión intermitente que tuvo lugar entre el Cenomaniense y Campaniense. 10 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 6. Esquema paleogeográfico del Barremiense: En amarillo depósito de la Formación Río Negro. Nótese los cambios de espesor, asociados al relleno pos-rift. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 67). 11 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 7. Esquema paleogeográfico del Aptiense: En amarillo depósito de la Fm. Río Negro y Fm. Aguardiente; y, celeste Grupo Cogollo (suprayacente). Nótese los cambios de facies asociados a cambios de profundidad en la cuenca. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 68). 12 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 8. Esquema paleogeográfico del Albiense: Ambientes marinos someros que propiciaron el depósito del Grupo Cogollo (Formaciones Apón, Lisure y Maraca). Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 69). 13 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” En el Turoniense, se observa el máximo avance de la inundación marina, continuando el depósito de la Formación La Luna (Figura 9). Este ciclo termina con el depósito del Miembros Tres Esquinas una secuencia condensada típica, cuya batimetría pudo haber estado en 300 y 500 m. Estos cambios observados entre las calizas neríticas de Maraca y las calizas pelágicas de La Luna son producto de la transgresión intermitente que tuvo lugar entre el Cenomaniense y Campaniense. La evolución tectónica del Cretácico Tardío, estuvo marcada por la fase de la colisión entre el Arco Volcánico del Pacífico y la Placa Suramericana, transformó la cuenca del Lago de Maracaibo de un margen pasivo a un cinturón activo, creando una cuenca de antepaís acompañada de una antefosa en Perijá y un alto estructural en Barinas. Sin embargo, hacia el norte y noreste, se mantuvo el carácter de margen pasivo hasta el emplazamiento de las napas y el frente de corrimiento de Lara en el Paleoceno Temprano (Parnaud et al, 1995, citado por Guerrero M., 2009, p. 49). Esta transición del dominio tectónico provocó una gran regresión que está representado por la depositación de las facies lutíticas de la Formación Colón que rellenó la cuenca hasta el Maestrichtiense Tardío, donde comienza a aparecer los intervalos arenosos de la Formación Mito Juan (Figura 10). Esta compleja actividad tectónica, inicia el fallamiento gravitacional de los alineamientos norte-sur de la parte central de la cuenca, produciéndose cambios en el patrón de isofacies entre la sedimentación del Cretácico y la del Paleoceno, al ponerse de manifiesto la cuenca de antepaís y el desplazamiento de las napas de Lara al final de este período (Guerrero M., 2009, p. 51). Durante el Paleoceno se encontraban tres provincias sedimentarias diferentes, alineadas en sentido SO-NE, estas eran: 1) provincia deltaica de carácter parálico al suroeste donde se depositó el Grupo Orocué (Formaciones Catatumbo, Barco y Los Cuervos) y la Formación Marcelina; 2) provincia plataformal en la región del actual lago de Maracaibo, donde se depositó la Formación Guasare de ambiente marino nerítico con influencia deltaica; y, 3) provincia marina profunda localizada al este-noreste de la cuenca, donde se sedimentó las facies turbidíticas de la Formación Trujillo (Figura 11). 14 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 9. Esquema Paleogeográfico del Cenomaniense Tardío-Turoniense: máxima inundación marina Formación La Luna. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 70). 15 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 10. Esquema Paleogeográfico del Maestrichtiense. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 71). 16 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 11. Esquema Paleogeográfico del Paleoceno Temprano. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 72) 17 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Hacia el Paleoceno Tardío se inicia el emplazamiento de las napas de Lara al norte de la cuenca de Maracaibo, que avanzan paulatinamente hacia el este, provocando un levantamiento suave de la cuenca y la erosión parcial de las formaciones depositadas en este período, especialmente en el Lago de Maracaibo (Figura 12). En el transcurso del Eoceno Temprano, continúa la regresión, y comienza a formarse el gran sistema deltaico en la cuenca. La sedimentación del Eoceno (Figura 13) fue predominantemente fluvial hacia el suroeste, permitiendo el depósito de la Formación Mirador, caracterizado por facies aluviales, canales entrelazados y zonas lagunares. Hacia el centro y Noreste de la cuenca, el ambiente fluvial pasa transicionalmente a deltaico, desarrollándose canales distributores, barras de desembocadura, bahías, depósitos de frentes deltaicos y pro delta de la Formación Misoa. Hacia el Eoceno Medio-Tardío comienza una transgresión marina desde el estenoreste, evidenciado por las lutitas de la Formación Paují. Al final del Eoceno Medio y hasta finales del Oligoceno se produjeron movimientos tectónicos generalizados que levantaron y erosionaron sobre grandes extensiones en la parte norte-noreste del lago. Durante el Eoceno Tardío-Oligoceno Temprano en la parte occidental se depositan las formaciones Carbonera y La Sierra de dominio deltaico y el Miembro Arauca de la Formación Guafita, caracterizado por sedimentos marinos. En el Oligoceno, comienza la sedimentación de la Formación Icotea hacia el oeste-suroeste de la cuenca, la cual rellena las depresiones de la superficie eocena erosionada; y para el Oligoceno TardíoMioceno Temprano se deposita la Formación León. En el Oligoceno-Mioceno Temprano ocurre una transgresión marina de gran extensión y corta duración que da origen a la Formación La Rosa dentro de una cuenca baja rodeada al este, oeste y sur por un relieve más alto, este depósito comienza con las arenas basales del Miembro Santa Barbará. Luego se depositaron las formaciones Lagunillas (Mioceno) y La Puerta (Mioceno Tardío-Plioceno). Por encima de los depósitos de La Puerta se consigue discordantemente los sedimentos no marinos de la Formación Onia, en las partes Sur y Central de la cuenca de Maracaibo. La Formación El Milagro (Pleistoceno), de ambiente fluvio-deltaico y lacustrino marginal, marca el cierre del ciclo sedimentario de la cuenca de Maracaibo durante el Cuatenario. 18 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 12. Esquema Paleogeográfico del Paleoceno Tardío. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 73) 19 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 13. Esquema Paleogeográfico del Eoceno. Fuente: Modificado de Ayala R. (2009, p. 74). 20 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 1.5. Geomorfología del Estado Zulia El relieve zuliano es consecuencia de largos y complejos procesos geológicos que conllevaron al levantamiento de los dos bloques montañosos que la bordean (Sierra de Perijá y Cordillera de Mérida) y a la formación de la depresión estructural y topográfica del Lago de Maracaibo. Así, la cuenca del Lago de Maracaibo se distinguen una diversidad de formas de relieve que van desde planicies hasta zonas montañosas. El Zulia ha sido dividido en 11 sectores geomorfológicos por COPLANARH (Figura 14). Figura 14. Ubicación de los sectores geomorfológicos del Zulia. Fuente: COPLANARH, 1974. El sector Guajira se caracteriza por presentar un relieve quebrado en su parte occidental con alturas inferiores a los 300 m, y presenta un paisaje transicional entre el relieve accidentado del oeste y la sección costanera del este. El sector de la cuenca del Guasare conforma el área definida hidrográficamente por la cuenca del río del mismo nombre. La cuenca alta presenta un relieve montañoso, la parte media colinas altas y hacia la parte inferior colinas de mediana a baja altura. Los paisaje del sector nor-occidental y la altiplanicie de Maracaibo corresponden a dos conjuntos fisiográficos extensos y planos ligeramente ondulados y suavemente inclinados; delimitado el primero entre los ríos Socuy y Palmar y el segundo entre los 21 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” ríos Palmar y Apón. Los aspectos topográficos locales en la altiplanicie, permiten diferenciar un paisaje de colinas y lomas en los alrededores de Campo Mara y áreas de relieve tabular entre el río Palmar y La Paz. El sector montano y premontano occidental agrupa un conjunto de unidades de montaña, de piedemonte y de colinas situadas al sur del río Palmar hasta el río Catatumbo. Las áreas intramontañas corresponden a las cuencas de los ríos Palmar y Catatumbo. Los medios de piedemonte se extienden entre los ríos Palmar y Aricuaizá. El paisaje premontano constituye un conjunto de colinas y lomas localizadas entre la quebrada La Ge y el río Catatumbo. Los sistemas aluviales y lagunares occidentales del Lago de Maracaibo comprenden todos los medios deposicionales de los principales ríos que atraviesan el sector, los cuales discurren con una dirección predominante noreste-sureste. Estos medios se delimitan en forma de vegas aluviales. Los ríos Palmar y Apón presentan en los tramos inferiores para formar las extensas planicies de desborde situadas en la sección centro-occidental. El sistema del río Santa Ana se caracteriza por presentar una vega ancha con fondo plano, delimitada por sucesiones de colinas y lomas. El sector cenagoso sur-occidental comprende los medios cenagosos de relleno aluvial que permanentemente están cubiertos por el agua. Estos medios cenagosos están delimitados por el sistema del río Santa Ana, el conjunto de lomas de la Formación La Villa, el sistema del río Catatumbo y por las márgenes del Lago de Maracaibo. Este conjunto ocupa las áreas más deprimidas de las zonas de mayor hundimiento tectónico. El sector sur-occidental comprende la zona situada al sur del río Catatumbo, limitada por la frontera Colombo-Venezolana y por el sistema aluvial de los ríos Tarra y Zulia. En el sector destacan lomas y colinas, entre los ríos Catatumbo y Tarra, que forman un conjunto fisiográfico con poco desarrollo en las formas de piedemonte. El sector sur del Lago limita al oeste por el río Zulia, al sur por el piedemonte andino entre La Fría y El Vigía y al oeste por el río Mucujepe. Este sector presenta las zonas de piedemonte del flanco occidental andino y planicies aluviales de desbordamiento y de explayamiento de los ríos que forman la red hidrográfica Catatumbo, Zulia y Escalante. 22 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” El sector sur-oriental se extiende desde el límite oriental del abanico del río Chama, al suroeste, hasta el límite del sistema de los ríos Motatán y Vichu; y, al noroeste con el trazado de la carretera Sabana de Mendoza-La Ceiba. El área comprende una asociación de formas de piedemontes y extensas áreas llanas que se prolongan desde el piedemonte hacia el norte. El sector río Motatán comprende el área limitada al sur por la carretera Sabana de Mendoza-La Ceiba, al oeste por las márgenes del Lago, al este por el piedemonte de la Serranía de Trujillo y al norte por el río San Pedro. El conjunto del sistema presenta medios deposicionales de piedemonte, medios de planicie aluvial y los medios litorales. El sector nor-oriental queda delimitado al sur por el sistema aluvial del río San Pedro, al este por la divisoria de agua del sistema del Lago de Maracaibo y al oeste por las márgenes del lago que va desde Altagracia hasta San Timoteo. Los paisajes comprenden los conjuntos de colinas y lomas, los planos topográficos llanos o ligeramente ondulados que presentan una suave inclinación hacia el suroeste y los valles coluviales. 1.6. Cuencas hidrográficas del Lago de Maracaibo Venezuela presenta siete cuencas hidrográficas entre la cual destaca la correspondiente a la del Lago de Maracaibo, que a su vez se divide en nueve cuencas mayores (Figura 15). Sin embargo, existen otras cuencas menores como las correspondientes a la ciudad de Maracaibo (Municipio Maracaibo, San Francisco y la parte norte del Municipio La Cañada de Urdaneta) que por escala del mapa no son posibles representarse. La red hidrográfica de la Ciudad de Maracaibo comprende 40 cauces naturales (11 principales y 29 secundarias) de carácter intermitente, denominadas cañadas. Todos estos cauces naturales atraviesan la ciudad en varios sentidos (Oeste-este, Norestenorte y Sur-sureste) finalizando su recorrido en la depresión lacustre (Lago de Maracaibo). El PDUL (1995), las caracteriza como: 23 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” …son cursos de corto recorrido, cauces estrechos, cuyas aguas durante el período lluvioso erosionan los suelos y afloramientos rocosos de las formaciones geológicas el Milagro y la Villa, arrastrando gran cantidad de sedimentos areno-limo, arcillosos y residuos sólidos, los cuales en algunos casos, no llegan al lago, depositándose en los lechos o cauces, ocasionando desbordamientos generalizados e inundaciones en sus márgenes y áreas bajas (p- 170). Figura 15. Distribución de las principales cuencas hidrográficas de Venezuela Fuente: Mapa de Venezuela: http://izt.ciens.ucv.ve/mbucv/peces/Proyecto%20Atlas/Pagina Web/ Pagina_Mapa.htm; Mapa del Zulia: Medina E.y Barboza F., 2006, p. 130. En cuanto a la hidrogeología, en Venezuela se ha propuesto la clasificación de cuatro (04) provincias hidrogeológicas (Provincia Andina-Vertiente Atlántica y del Caribe, Provincia Planicies Costeras, Provincia del Orinoco y Provincia del escudo Septentrional o de Guayana) ver figura 16, quince (15) subprovincias y cincuenta y un (51) cuencas hidrogeológicas (Decarli F., 2009, p.4). Las subprovincias se desglosan en la siguiente tabla: 24 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” B2 Figura 16. 1 Mapa Hidrogeológico de Venezuela Venezuela. Fuente: Decarli F. (2009, p. 5). Tabla 1. Provincias y Subprovincias provincias hidrogeológicas de Venezuela Provincia Andina-Vertiente Vertiente Atlántica y del Caribe (A): Subprovincias: Sierra de Perijá (A1), Andina (A2), Sistema istema Orogénico Central (A3), Sistema Orogénico Oriental (A4), Serranía Falcón Falcón-Lara-Yaracuy(A5), Depresión de Barquisimeto (A6) y Islas de Venezuela (A7). Provincia Planicies Costeras (B): (B) Subprovincias: Planicies Costeras (B1), Planicies del Mar Caribe (B2). Provincia Orinoco o Llanos © Subprovincia Llanos Occidentales Subprovincias: y de Apure (C1), (C1) Llanos Centrales (C2) y Llanos Orientales (C3) Provincia Escudo Septentrional o de Guayana (D) Subprovincia Llanos del Orinoco, Subprovincias: Ígneo Metamórfica y Roraima. Fuente: FUNDAMBIENTE (2006), (2006) citado por Duran L. (2011, p. 100). En función del comportamiento hidrogeológico de las diferentes facies presentes en el país, se distinguen tres unidades litológicas (Tabla 2) de sedimentos pocos o no consolidados de alto a bajo rendimiento rendimiento,, rocas consolidadas con permeabilidad secundaria y sedimentos pocos o no consolidados y rocas muy consolidadas, prácticamente impermeables, impermeables de muy baja importancia hidrogeológica hidrogeológica. 25 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Tabla 2. Característica de las unidades geológicas de los acuíferos en Venezuela Características Sedimentos poco o no consolidados, permeables, con porosidad intergranular y rendimiento de alto a bajo. bajo Rocas consolidadas, con porosidad por fracturamiento y/o disolución. Sedimentos pocos o no consolidados y rocas muy consolidadas, prácticamente impermeables, porosidad efectiva casi nula e importancia muy baja. Litología Gravas, conglomerados, arenas, areniscas con intercalaciones de arcillas y lutitas de edades desde el Terciario hasta el Reciente Conglomerados, calizas, areniscas con lutitas intercaladas, calizas cristalinas, las edades van desde el Precámbrico hasta el Cuaternario. Rocas metamórficas, ígneas, lutitas y arcillas, de edades Precámbricas hasta el Cuaternario. Emplazamiento Presente en todas las provincias hidrogeológicas del país, una superficie de 352.400 Km², representa el 42% % del territorio nacional Provincias Andina-Vertiente Andina Atlántica del Caribe y escudo de Guayana y superficie de 102.500 Km Km², que representa el 12 % del territorio nacional. Afloran en las Provincias Andina Andina-Vertiente Atlántica Fuente: Modificado de Duran L. (2011, p. 103). En el Lago de Maracaibo existe una reserva de 12% (900.000 Hm³) ocupando el cuarto lugar (Figura 17 y Tabla 3) con respecto a las otras regiones de Venezuela sin considerar la provincia de Guayana, Guayana, sin embargo se ha reportado deterioro de la calidad de las aguas por las actividades actividades petroleras desarrollada en la cuenca. El Zulia presenta datos promedio de profundidad d de pozos, nivel de agua y caudal de 93 m, 30 m y 11,5 m³/Hrs, respectivamente (Tabla 4). Figura 17. 17. Reservas de Aguas Subterráneas en Venezuela. Venezuela Fuente: Modificado de Decarli F. (2009, p. 4). ). 26 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Tabla 3. Reservas totales de aguas subterráneas en Venezuela Región COPLANARH Superficie (Miles Km²) 1. Lago de Maracaibo 2. Costa Noroccidental 3. Región Centro Oriental 4. Llanos Centro Occidentales 5. Sur de Apure 6. Central 7. Centro Oriental 8. Oriental TOTAL 61,90 24,77 20,66 140,36 68,65 18,54 71,02 62,15 468,05 Volumen de Reservas (10³ Hm³) 900 400 300 2.500 400 200 1.700 1.300 7.700 Fuente: Decarli F. (2009, p. 4). Tabla 4. Datos promedios de parámetros hidrogeológicos de estados venezolanos Estado Anzoátegui Apure Barinas Bolívar Carabobo Cojedes Falcón Guárico Lara Mérida Miranda Monagas Nueva Esparta Portuguesa Sucre Táchira Trujillo Yaracuy Zulia Profundidad de Pozos (m) 72 46 35 63 69 35 73 46 78 43 56 49 28 48 44 31 54 65 93 Nivel de agua (m) 19,5 6,5 4,0 25,0 12,0 6,5 26,5 10,0 21,5 4,0 12,5 10,0 7,5 5,0 11,0 6,0 11,0 16,5 30,0 Caudal Promedio 15,5 9,0 10,0 2,0 13,5 8,5 10,0 39,0 27,0 36,0 8,5 10,5 2,0 16,0 12,5 19,0 10,5 15,0 11,5 Fuente: FUNDAMBIENTE (2006), citado por Duran L. (2011, p. 102). 27 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO Esta investigación se centra en un estudio de tipo descriptivo con una fase de campo. Los estudios de este tipo 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. La investigación que se presenta es un diseño no experimental, ya que no se realiza manipulación alguna sobre las variables objeto de estudio. Es decir, en esta investigación no se hace variar la variable, sino por el contrario se observa el fenómeno en su contexto natural, para después analizarlo. Para efectos de esta investigación, se considera además como una investigación de campo, ya que se recolecta y valida la información documental con revisión en el área de estudio. 2.1. Metodología La metodología seguida para la caracterización del componente físico se sintetiza en la búsqueda y análisis de fuentes bibliográficas y cartográficas, así como la actualización de la cartografía existente y revisión de campo que permitió la caracterización del clima, suelo, hidrología, topografía y geología del área de estudio. El clima se caracterizó a partir de los reportes climáticos obtenidos de la estación meteorológica La Cañada de los años 2007 al 2014 en la que se considera precipitación y temperatura. En el análisis del suelo fue desarrollada dos calicatas y se recolectaron 04 muestras las cuales se les realizaron ensayos granulométricos, también se consideró estudios previos de la zona y su entorno tales como los desarrollados por Noguera N., Peters W., Jiménez L., y Moreno J. (1994); Larreal M., Jiménez L., Polo V. y Noguera N. (2012), Larreal M., Polo V., Jiménez L., Mármol L., y Noguera N.(2013), y Briceño C., Machado M., Moreno M. y Rodríguez A. (2015). Para la topografía e hidrología, se actualizó el mapa topográfico y se diseñó el mapa de pendiente. Esto permitió visualizar la subcuenca de la Cañada el Bajo y toda la 28 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” escorrentía superficial existente en el área. Por su parte la geología fue considerada el mapa geológico de la hoja Maracaibo Sur. En cuanto a la sismicidad, se consideró las últimas estadísticas disponibles en la Fundación Venezolana de Investigación Sismológica (FUNVISIS), estas abarcan desde los años 2012 al 2014 y el primer trimestre del 2015 (enero-marzo). Se hizo una revisión de la ubicación de los focos y se seleccionó las presentes en el estado Zulia. Con esta data se estableció la frecuencia por magnitud del sismo a partir de las cuales se pudo realizar histogramas de los períodos considerados. También se ubicó la zona en estudio en el Mapa de Zonificación Sísmica de Venezuela. En cuanto a la caracterización del medio biótico se hizo un estudio previo de imágenes satelitales de la zona de estudio (Google Earth, 2015) y cartas topográficas escala 1:1250; para luego realizar una serie de visitas exploratorias de campo y con base a la información suministrada por los empleados de la granja “Santa Bárbara”, se obtuvo información acerca del tiempo de abandono, uso de la tierra y tipo de vegetación, lo cual permitió delimitar el área representativa de las diferentes comunidades vegetales presente en la granja, tomando en cuenta la variabilidad y uso de la tierra que posee identificando tres áreas: las áreas de cultivos con riego y sin riego, áreas de reposo para el ganado y áreas abandonadas y/o pastoreo. La composición florística se obtuvo por medio de la observación directa de los especímenes encontrados. Se realizaron dos recorridos de campo que incluyeron temporadas de sequía y comienzo de lluvias (febrero y abril, 2015), a partir de un muestreo sistemático, se reconocieron los diferentes ambientes alterados, recorriendo toda la superficie destinada a los cultivos que comprendieron la totalidad de los surcos sembrados, recorriendo toda la superficie destinada al cultivo, así como las zonas de pastoreo y zonas abandonadas. Para la identificación de cada espécimen a nivel de familia, género y/o especie, debido a la ausencia de claves de plantas de las zonas y la escasa disponibilidad de lista de especies previas, se procedió a determinar con ayuda de literatura especializada, consulta a especialistas y a través de comparaciones de las colecciones de los 29 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” herbarios de la Universidad del Zulia: Herbario de Agronomía (HERZU) y el Herbario de referencia de la Facultad de Ciencias (HMBLUZ). Igualmente para la actualización de los nombres científico se utilizó el tratamiento por Hokche et al (2008) para las especies de la flora de Venezuela, los nombres científicos y sus referencias fueron verificados en la base de datos The Plant List (2010). Asimismo analizó la fauna asociada a los hábitats existentes, aun cuando la zona presenta cierto grado de intervención antrópica. En este aspecto la caracterización se realizó mediante revisión de campo, consultas bibliográficas (Phelps Jr. y Schauensee, 1978; Linares, 1998) y entrevistas a personas con conocimiento de la zona. Se tomó en cuenta además las especies importantes de fauna, tomando en cuenta los siguientes criterios: 1) especies de interés cinegético y comercial (si existieran), 2) especies amenazadas o en peligro de extinción, 3) especies migratorias, 4) especies raras o endémicas, 5) especies exóticas y 6) fauna nociva. Por otro lado, se realizó una evaluación general de la biodiversidad dentro del área de estudio, destacándose los ambientes más valiosos desde el punto de vista ecológico, dentro de las instalaciones de la Unidad Experimental “Santa Bárbara”. La caracterización de la fauna y flora se hizo bajo la supervisión de la tutora industrial especialista en biología de la Universidad del Zulia, Facultad de Agronomía. Para complementar la caracterización ambiental se revisaron las imágenes satelitales históricas de la Unidad Experimental “Santa Barbará”, de los años 2001, 2004, 2006, 2007, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 y 2015; acompañada de entrevistas a personas claves, revisión de campo y documentación fotográfica, esto fue muy importante en la compresión de la evolución del espacio y su problemática ambiental. Se obtuvo en esta fase 11 mapas de uso del espacio de la UESB y se determinó las hectáreas de los diferentes usos observados. Para la descripción de la problemática ambiental se aplicó la Metodología para la Determinación y Caracterización del Daño Ambiental y del Peligro de Daño Ocasionado de GreenlabUC (2012) y para las alternativas de solución se aplicó un FODA al ámbito de estudio para utilizar todos los recursos disponibles. 30 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” CAPÍTULO III. CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICO AMBIENTAL DE LA UNIDAD EXPERIMENTAL “SANTA BARBARÁ” Este capítulo recoge la descripción detallada de los componentes físicos, físicos bióticos y ambientales presentes en la Unidad Experimental “Santa Barbará” Barbará”. Para ello se recolectaron información bibliográfica y cartográfica que luego fueron validadas con inspecciones de campo. campo La Unidad Experimental “Santa Barbará” Barbará”, como ya se mencionó, se ubica en el asentamiento campesino Los Bienes, entre los sectores El Olvido y Campo Sur, parroquia Chiquinquirá, municipio Cañada de Urdaneta Urdaneta, estado Zulia (Figura 18,, Anexo 1). 1 Figura 18.. Ubicación Nacional, Regional y Local de la Zona de Estudio, indicando la Unidad Experimental “Santa Barbará” (UESB), Consejo Comunal El Olvido (CCEO), Consejo Comunal Hato Quintero (CCHQ), Consejo Comunal Puerta de Urdaneta (CCPU), Estación Meteorológica La Cañada (EMLC), Bohíos de Doña Carmen (BDC), Terreno donado a Radio Nacional Venezolana (TRNV), NV), Extracción de Capa Vegetal y argílico al norte de la UESB (EVN). Fuente: Imagen Satelital obtenida de Google Earth (2015). (2015) 31 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.1. Geología El paisaje de la Unidad Experimental “Santa Barbará” (UESB) se encuentra dentro de la altiplanicie del Lago de Maracaibo, por lo que no presenta contrastes topográficos marcados, con elevaciones entre 20 y 30 m (Anexo 2) y una pendiente inferior al 1% con dirección de inclinación al NW (Anexo 3). El paisaje llano de la unidad de análisis se puede apreciar en la figura 19. Como señala, Alvillar et al. (1985) “esta forma de paisaje se caracteriza por presentar afloramientos de depósitos detríticos en forma de glacis coluviales (…) con topografía predominantemente plana, formados de materiales retomados de la Formación El Milagro” (citado por Larreal M., Polo V., Jiménez L.; Mármol L., y Noguera N. 2013, p. 94). Figura 19. A) Paisaje llano de la zona de estudio. B) Imagen Satelital mostrando la pendiente hacia el noreste Fuente: A) Pérez L (2015). B) Google Earth (2015) De este modo, el área en estudio, de acuerdo a la literatura existente y revisión en campo, se emplaza sobre la Formación El Milagro del Pleistoceno Inferior (Anexo 4) de ambiente fluvio lacustres marginales, se anexa columna del Parcelamiento Hato Quintero (Figura 20) adyacente al área de estudio. De acuerdo al Léxico Estratigráfico de Venezuela, la formación consiste de: ...arenas friables, finas a gruesas, muy micáceas, de color crema a pardorojizo, limos micáceos de color gris claro, interestratificadas con arcillas arenosas, rojas y pardo-amarillentas y lentes lateríticos bien cementados. Hay dos capas de arcillas arenosas y limosas, con abundantes fragmentos y 32 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” troncos de madera silicificada. Estas capas cubren horizontes caracterizados por abundantes nódulos de hierro y formación laterítica… Figura 20. Columna Lito-estratigráfica del Parcelamiento Hato Quintero Fuente: elaborado a partir de datos suministrados por Planimara (2007). Esta formación en el área en estudio se encuentra recubierta por suelos arenosos sueltos permeables originados de la meteorización de sus areniscas por la Cañada El Bajo Grande, como se constata en los análisis granulométricos llevados a cabo en la Unidad Experimental “Santa Barbará”. El análisis granulométrico de las cuatros muestra (Anexo 6): M1A, M1B, M2A y M2B permiten definir un suelo de grano fino a muy fino al quedar el mayor porcentaje de las fracciones retenidas en el tamiz 60 en un 34,9%; 36,7%; y, 29,6% (M1A, M1B y M2B) y M2A en el tamiz 120 (30,6%). 33 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” El suelo de la Unidad Experimental “Santa Barbará”, de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos se clasifica como suelo arenoso (SP) que pertenece al grupo de arena mal graduada con limo; mientras que para el sistema de clasificación AASHTO, el suelo es A-3. En estos grupos de suelo, el contenido de finos afecta las características de resistencia, esfuerzo-deformación y la capacidad de drenaje libre de la fracción gruesa (Rico A. y Del Castillo H. 1976). Las pruebas de porosidad, permeabilidad e infiltración desarrolladas en las muestras de suelo por Briceño, C.; Machado M.; Moreno, M.; y, Rodríguez, A. (2015) destacan que las mismas presentan buen drenaje, por lo que existe déficit de disponibilidad de agua en el suelo para el desarrollo de la vegetación de la zona. La porosidad oscila entre 34 a 39%, la permeabilidad de 334,73 a 953,27 (Tabla 5). Tabla 5. Porosidad y Permeabilidad de los suelos de UESB Muestras Porosidad (%) Permeabilidad (Ka) MC1 35 953,27 MC2 34 334,73 MC3 39 549,89 Fuente: Briceño et al (2015) En los perfiles del suelo de las calicatas realizadas, se pudo distinguir dos horizontes: un horizonte superior (Ap) caracterizado por arenas de grano grueso a medio-fino con tonalidades que gradan de beige en la parte superior a rojizo en la parte inferior, moderadamente compacta. Es importante señalar que el contenido de limo y arcilla aumenta con la profundidad, esto se aprecia por la consistencia de la muestra de no plástico, en los primeros 30 cm, a plástico en el horizonte inferior (Bt). Lo anteriormente planteado concuerda con los resultados del estudio desarrollado por Larreal M., Jiménez L., Polo V. y Noguera N. (2012, p. 37) en suelos del asentamiento Los Bienes que denominaron Serie San Francisco. Estos autores clasificaron los suelos de esta serie como: Typic Paleargids, francosa fina, caolinita, isohipertérmica; los cuales se caracterizan por un horizonte Ap (ócrico), de 10 a 25 cm de profundidad, de 34 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” color marrón amarillento oscuro en húmedo; con un horizonte Bt (argílico) muy desarrollado que va de la base del Ap hasta 2 m o más de profundidad, con un moderado desarrollo estructural, de color rojo amarillento en húmedo. Cabe destacar que los suelos de la altiplanicie de Maracaibo formados a partir de la Formación El Milagro presentan “baja fertilidad evidenciada por el pH ligeramente ácido, baja saturación con bases, baja capacidad de intercambio catiónico” (Noguera N., Peters W., Jiménez L. y Moreno J., 1994, p. 71). Esta es precisamente la realidad de los suelos de UESB que presenta deficiencia de nitrógeno y fosforo, aunque no se han percibido problemas de acides y salinidad en los mismos. Tal como lo demuestra un análisis de suelo desarrollado en la UESB en el año 2011 con fines de fertilidad destacando que este presenta 6 mg/kg de Fosforo (P), 64 mg/Kg de Potasio (K), 26 mg/Kg de Calcio (Ca), 16 mg/Kg de Magnesio (Mg) y 0.17% de Materia Orgánica. El pH es de 6 y su conductividad eléctrica es de 0,13 Ds/m a 25ºC. Por otro lado, aparte de los análisis físico-químicos antes de desarrollar actividades agrícolas en estos suelos, también es necesario manejar los suelos en función de la profundidad del horizonte argílico a fin de evitar problemas de compactación y/o erosión. Cuando se habla de argílico se está haciendo referencia al incremento de arcilla en los suelos (>5%). En la UESB se realizó una zonificación del horizonte argílico (Anexo 7), para una mejor planificación. De este modo, en el área de estudio este horizonte se encuentra tanto superficial como hasta profundidades mayores a 40 cm, atendiendo a esta zonificación la UESB fue planificada y dividida en diversos módulos, quedando el área de cultivo en la zona de mayor profundidad (>40 cm), mientras que el área de bóvido y caprino se ubicó en la zona de moderada profundidad a superficial. 3.2. Geología Estructural y Sismicidad Maracaibo está atravesada por una serie de lineamientos de fallas activas de sentido sureste-noroeste que controlan los cursos de agua de la cañada La Arreaga y Los Caribe, se cree que la cañada El Bajo Grande también se encuentra afectada por estos 35 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” lineamientos aunque no ha sido cartografiado aún por el enmascaramiento en el terreno de su caracteres teres morfoestructurales (PDUL, 1995). En este sentido destacan que que: …un un sector de la Cañada El Bajo, con su lecho antiguo de aproximadamente 70 m de ancho, anómalos, donde zigzaguean cauces intermitentes, es un área muy bien definida, lo cual podría rela relacionarse cionarse con el trazado de la falla de la Ensenada nada que originan cambios en el gradiente de este curso” (PDUL, 1995, p. 9-10) En cuanto a la sismicidad, se identifica en el estado Zulia tres zonas dentro del Mapa de Zonificación Sísmica con Fines de Ingeniería, siendo la de la UESB la zona sísmica 3 (Figura 21), ), lo que indica que existe un peligro sísmico intermedio, donde la l máxima aceleración horizontal para esa zona es de 0,20 g. En el año 2012 (Figura 22) se registraron 23 eventos con magnitudes del del orden de 2,5 a 3,6, con una predominancia de sismos de 2,9. En el año 2013 (Figura 23) se registraron 25 eventos con magnitudes del orden de 2,5 a 3,7, predominando sismos de 2,6; 3,0 y 3,4. En el año 2014 (Figura 24) se registraron 28 eventos con magnitudes magnitudes del orden de 2,5 a 4,6, con predominancia de sismos de 2,7. Figura 21. Mapa de Zonificación Sísmica con Fines de Ingeniería de Venezuela. Venezuela Fuente: FUNVISIS, sf. 36 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 22. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2012. Fuente: elaborado a partir de estadísticas de FUNVISIS (2015). Figura 23. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2013. Fuente: elaborado a partir de estadísticas de FUNVISIS (2015). Figura 24. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2014. Fuente: elaborado a partir de estadísticas de FUNVISIS (2015). 37 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 25. Histograma considerando la cantidad de eventos por magnitud, año 2015 (1er Trimestre). Fuente: elaborado a partir de estadísticas de FUNVISIS (2015). En el catálogo sismológico reciente de FUNVISIS, se han registrados nueve eventos sísmicos (Figura 25 y 26) en el rango de magnitud entre 2,5 y 3,5. Los eventos tienen la profundidad máxima igual a 157,5 Km. Figura 26. Histograma de la Magnitud de los sismos registrados indicando los días de ocurrencia en el primer trimestre del año 2015 (enero-marzo). Fuente: elaborado a partir de estadísticas de FUNVISIS (2015). 3.3 Hidrología La UESB se encuentra dentro de la hoya hidrográfica de la Cañada Bajo Grande (Figura 27), perteneciente a la cuenca 28. De acuerdo con el PDUL (1995, p. 184) esta cañada “nace fuera del área urbana en la Parroquia Marcial Fernández y atraviesa la parroquia Chiquinquirá”. Dicha cañada presenta un área total de 9.482,56 has., siendo la mayor de todas las cuencas. La longitud de esta cañada sin tomar en cuenta su afluente es de 18.678,28 m. 38 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 27. Cañada El Bajo, indicando el área de estudio (recuadro rojo). Fuente: http://www.arq.luz.ve/proyectos/zp/planos/Plano3-3.pdf 3.4. Clima El área se caracteriza por presentar un clima biestacional con períodos de lluvias y sequías bien diferenciados, localizada en un clima semiárido con precipitaciones anuales que van desde 413 a 1244 mm. En el área de estudio se observó una precipitación media anual de 696,9 mm y una temperatura media anual de 29,30 °C (Figura 28), según los datos meteorológicos obtenidos en un período de 8 años (20072014) de la estación “La Cañada” cercana al área de estudio. El patrón conseguido con los datos de los períodos 1994-2008 y 2007-2014, confirman el patrón biestacional y bimodal de distribución de las lluvias (Figura 29). La evaporación media anual es de 2284 mm, es decir, es mayor que la precipitación, definiendo el clima seco estacional. El período de lluvias presenta dos picos de precipitación, el primero, de baja intensidad, entre abril a junio y el segundo, de mayor 39 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” incidencia y concentración de lluvias (cerca del 70%), en los meses de agosto y octubre que se presenta luego de un muy corto período seco, en el mes de agosto y noviembre y diciembre. Figura 28. Temperaturas, período 2007-2014. Fuente: Elaborado a partir de datos suministrados por la Estación La Cañada Figura 29. Precipitaciones, período 2007-2014. Fuente: Elaborado a partir de datos suministrados por la Estación La Cañada 3.5. Análisis de las comunidades vegetales alterada En el estudio realizado, se logró identificar y ubicar las unidades muestréales alteradas (Figura 30). Se ubicaron nueve puntos muestreados, que constituyen los diferentes ambientes alterados situados en los alrededores de la Unidad Experimental “Santa Bárbara”. A continuación se describe cada uno de ello: 40 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 30. Unidades de vegetación alteradas de la Unidad Experimental “Santa Bárbara”. Fuente: Imagen Satelital obtenido de Google Earth, 2015. 3.5.1. Arbustales bajos, medio densos a densos: Esta comunidad vegetal se ubica al SW de la Granja y la forma de crecimiento dominante es el arbusto, individuos leñosos que muestran generalmente ramificaciones desde la base constituyendo verdaderas e impenetrables marañas, cuando se asocian a especies armadas típicas de la comunidad: En las zonas de suelos arcillosos, esta unidad está representada por especies (con alturas que no sobrepasan los 4 m de alto): Prosopis juliflora (Cuji yaque) y Acacia tortuosa (Uveda), acompañada por una gran densidad de especies de gramíneas, que ocupan el sotobosque y los claros del sitio, acompañado por muy pocos individuos dispersos de dos especies de la familia de las Cactaceae, observando amplias porciones de suelos desnudos (Figura 31). 41 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 31. Arbustales bajos, medio densos a densos. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015). 3.5.2. Asociación Arbustales bajos, medio densos a ralos, con Pastizales sin riego y suelos desnudos. Esta área se ubica en diferentes parches de zonas baldías de la granja, está constituida por especies armadas Prosopis juliflora (Cují yaque), Acacia tortuosa (Uveda), Acacia farnesiana (cují negro), cuyas alturas oscilan entre 2 a 2,5 m de alto, acompañado en algunos casos por especies forrajeras como Albizia lebbeck (Lara) y especies ornamentales que han invadido ciertos espacios de la granja constituyéndose como invasora Azadirachta indica (Neen), con alturas variables entre 1,5 m hasta los 4 m de alto, acompañado por pastizales sin riego dominado principalmente por Cenchrus ciliaris (Cadillo bobo) y otras especies de gramíneas y un gran porcentaje de suelos desnudos posiblemente debido a sequías prolongadas (Figura 32). 42 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Los pastizales sin riego son gramínea macollante conformado por especies como el Cenchrus ciliaris (cadillo bobo), Cenchrus echinatus (Cadillo bravo), Chloris ciliata (Pata de gallina), Digitaria cf. fuscescens, Melinis repens (Paja rosada) entre otros, cuya característica principal es la alta densidad de individuos en macollas, la altura de los mismos puede llegar alcanzar 1,5 m de alto. Figura 32. Asociación Arbustales bajos, medio densos a ralos, con Pastizales sin riego y suelos desnudos. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015). 3.5.3. Asociación de pastizales sin riego con arbustales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos. Esta área se ubica al N de la granja, es una zona totalmente baldía, donde predominan los pastizales sin riego dominados por diferentes especies de gramíneas invasoras acompañado por arbustos con alturas entre 1,5 a 2 m de alto, dispersos con un gran área de suelos desnudos, las especies leñosas que lo constituyen es principalmente Prosopis juliflora (Cuji yaque), Acacia tortuosa (Uveda), Acacia farnesiana (cuji negro). 3.5.4. Herbazales secundarios bajos a ralos con suelos desnudos (Conucos abandonados). Los elementos estructurales de estas comunidades son gramíneas cespitosas y rizomatosas al igual que malezas que se instalan en los procesos de recuperación natural de la vegetación, producto de la deforestación total de la comunidad vegetal ya sea con alteración mecanizada, o movimientos de tierras, posteriormente son abandonados, con alturas comprendidas entre los 80 cm a 1 m de altura, con 43 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” coberturas pocos densas (ralo) con suelos desnudos debido a la sequía prolongada de la zona, lo cual en temporada de lluvia esta formación se convertiría en mayor densidad, las especies herbáceas que constituyen esta comunidad son principalmente Waltheria indica, Melochia parvifolia (Bretónica blanca), con presencia de individuos achaparrados muy dispersos de Prosopis juliflora (Cuji yaque), Acacia tortuosa (Uveda) con alturas que no alcanza 1 m de alto (Figura 33). Figura 33. Herbazales secundarios bajos a ralos con suelos desnudos (Conucos abandonados). Fuente: Gil B y Pérez L. (2015). 3.5.5. Herbazales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos. Estos herbazales se encuentran asociados principalmente a áreas cercana a los cultivos y potreros donde existe poca densidad de herbazales con alturas que no sobresales de los 80 cm, dominados principalmente por Melochia parvifolia (Bretónica blanca), y diferentes especies de gramíneas (Figura 34). Figura 34. Herbazales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015). 44 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.5.6. Cultivos perennes sin riego. Está área se encuentra al N en la zona central de la granja, se caracteriza por estar representada por un monocultivo de Albizia lebbeck (Lara), especie que ha sido utilizada como forrajera, con suelos bien drenados y arenosos, sin riego. Estructuralmente posee un dosel muy irregular debido a los diferentes porte y/o altura, debido al ramoneo del ganado, cuya altura se encuentra entre los 1,5 a 3 m de alto, con numerosas ramificaciones desde la base, acompañado por individuos dispersos de Azadirachta indica (Neen) de alturas variables (Figura 35). Figura 35. Cultivos perennes sin riego. Fuente: Gil B y Pérez L. y (2015) 3.5.7. Cultivos anuales con riego. Estos cultivos también conocidos como conucos o policultivos con rotación de especies, con riego, son utilizados para diferentes fines, ya sea de subsistencias para proyectos socio-comunitario como para prácticas agroalimentarias del IUTM, en muy poca extensión de terreno. Su preparación es por rastreo cruzado (un pase) debido a la estructura del suelo. En estos conucos se encuentra cultivado el pasto de corte Elefante Morado (Pennisetum purpureum), así como Yuca (Manihot esculenta), en un área aproximada de 3 ha., cada uno, 50 plantas de Plátano y/o Topocho (Musa sp.), así como también hileras de cebolla en rama, cebollín cilantro, maíz, frijol, Ají, lechosa, melón y patilla, 45 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” (Figura 36), así como una hilera de siembra de Leucaena (Leucaena leucocephala), con altura no mayor a los 2,5 m de alto, en pico de floración, utilizada como una especie forrajera. Además de identificar los cultivos también se identificaron las especies de malezas que se hallaron en los mismos lo cual se detallan en el anexo 8. Figura 36.Cultivos anuales con riego: (a): Pasto elefante morado; (b): Cultivo de Plátano y/o Topocho; (c): Cultivo de cebolla en rama y cebollín; (d): Cultivo de frijol, maíz, melón, patilla, auyama; (e): Pasto elefante morado. Fuente: Gil B y Pérez L. y (2015) 3.5.8. Árboles ornamentales. Estos árboles ornamentales conforman una hilera sembrada de Azadirachta indica (Neen) alternada con plantas de menor porte de Gliricidia sepium (Matarratón) formando una barrera ó cercado, ubicado en las cercanías de la entrada de la granja. Con alturas que alcanzan entre 1,5 a 4 m de alto. Hacia el interior de la granja cercanos a las instalaciones principales solo se observó un solo individuos de Cassia fistula (lluvia de oro) y árboles pequeños perteneciente a la familia Poligonáceas que por falta de estructuras florales no se logró identificar (Figura 37). 46 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 37. Árboles ornamentales: (a): Polygonacea; (b): Matarratón y Neen. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015) 3.5.9. Frutales cultivados. Cercana a las instalaciones principales, se observaron diferentes especies de frutales, tales como: Limón, Naranja, Ciruela, Mango, Merey, Uvero, Manzanita, Mamón y Coco, este último se encuentra sembrado formando una hilera en una caminería interna de la zona central de la granja (Figura 38). Figura 38. Cultivo de Cocotales. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015) 47 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.6. Análisis de la Composición Florística. Se reconocieron 35 familias y 60 géneros representados en 67 especies (Anexo 8), incluyendo todas las formas de crecimiento donde predominan las Hierbas con 49,3%, es decir se hallaron 33 especies, seguido de los árboles que representan un 29,9% (20 ssp.), seguido de las Lianas herbáceas con 9% (6 spp.), Arbustos 6% (4 ssp), Cactus con 3% (2 ssp.) y Epífita y Sufrútice Con 1,5% (una especie) Figura 39. Figura 39. Formas de crecimiento presentes en el área de estudio. Fuente: Gil B y Pérez L. (2015) Las familias con mayor número de especies fueron las Poaceae (Graminae) con 11 especies, seguido de las Euphorbiaceae y Mimosaceae con 5 especies, Fabaceae con 4 especies. Considerando a las Leguminosae como a una sola familia, se encuentra que es la de mayor riqueza entre las leñosas (árboles, arbustos y lianas) con un total de 10 especies. Este patrón de predominio de las especies gramíneas se ha reportado también para otros cultivos en Venezuela, tales como frutales, caña de azúcar y hortalizas (Medrano et al. 1999, Valle et al. 2000, Martínez y Alfonso 2003), por lo que la información presentada en este estudio, puede ser de utilidad para mejorar la planificación de métodos de control de las malezas en los diferentes cultivos. 48 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Del total de las especies 30 especies son consideradas malezas, 12 especies son utilizadas como cultivos, 10 especies como frutales, 6 especies son consideradas propias de la vegetación original, 5 especies ornamentales, y 4 especies forrajeras que incluye plantas herbáceas como leñosas (Anexo 8). 3.7. Análisis faunístico Los hábitats presentes en el área de estudio están influenciados por parámetros que determinan la zona de vida de un Bosque Muy Seco Tropical; siendo importante destacar que la densidad faunística del área se puede considerar baja por encontrarse en hábitats completamente intervenidos, para el uso de la tierra agroalimentaria, sin embargo las aves representan el grupo más variado de la fauna y existe una moderada diversidad de especies ubicadas sobre todo en los cultivos anuales con riego donde existe una fuente de agua y una cobertura vegetal que brindan mayor refugio. En el área de estudio no se reportan especies de fauna endémicas que estén en peligro de extinción; sin embargo se hallaron especies de interés cinegético enmarcadas en el calendario del Ministerio del Poder Popular para Ecosocialismo, Hábitat y Vivienda entre las que se destacan, el rabipelado (Didelphis marsupialis), la Iguana (Iguana iguana) y el periquito verde (Forpus passerinus). En la tabla 6 se representa la fauna terrestre registrada a través de encuestas a los obreros de la granja y corroboradas en actividades de campo. En la Figura 43 se muestra la gran variedad de avifauna observada en campo, lo cual se consiguió una población de 10 individuos de Mochuelo del Hoyo (Athene cunicularia), hacia la zona Norte de la granja. De acuerdo a los animales domésticos se observaron solo perros, mientras que los animales que corresponde al área de la agropecuaria solo se observaron Bovinos comprendido por 19 novillas y un toro de raza mestiza Carora, además de Caprinos (7 hembras 3 cabritonas y 5 machos), ambos para doble propósito: producción de carne y leche. 49 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Tabla 6. Lista de las especies de fauna. Phylum Subphylum Clase Familia Leporidae Aves Categoría Libro Rojo LC Conejo Cerdocyon thous Zorro perruno LC Didelphidae Didelphis marsupialis* Rabipelado LC Ardeidae Ardea alba Garza real LC Burhinidae Burhinus bistriatus Alcaravan dara LC Cathartidae Coragyps atratus Zamuro LC Columbidae Columbina squammata Palomita Maraquita LC Cuculidae Crotophaga ani Garrapatero LC Falconidae Caracara cheriway Caricare LC Quiscalus lugubris Tordo Negro LC Icterus nigrogularis Gonzalito LC Strigidae Athene cunicularia Mochuelo del Hoyo LC Psittacidae Forpus passerinus* Periquito Verde LC Thraupidae Thraupis virens Azulejo LC Iguanidae Iguana iguana* Iguana Verde LC Viperidae Teiidae Crotalus sp. Ameiva sp. Serpiente de Cascabel Lagartija LC LC Icteridae Reptilia Nombre Vulgar Sylvilagus sp. Mammalia Canidae Chordata Vertebrata Especie (LC): Preocupación menor; (*): Interés cinegético y/o comercial. Fuente: Gil B y Pérez L. y (2015) Figura 40. Avifauna observada en la UESB: (a): Alcaravan dara (Burhinus bistriatus); (b): Caricare (Caracara cheriway); (c): Mochuelo del Hoyo (Athene cunicularia); (d): Gonzalito (Icterus nigrogularis); (e) Garza real (Ardea alba). Fuente: Gil B y Pérez L. y (2015) 50 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.8. Uso del Espacio de la Unidad Experimental “Santa Barbará” En el estudio histórico del Espacio de la UESB se observa que el uso principal del emplazamiento ha sido agrícola (principalmente cultivos de limones, ciclo corto y tubérculo), en aproximadamente 34,4 ha, correspondiente al 57% del total del terreno. Mientras que el resto se desarrolla la vegetación propia de la zona (cujíes, uvedas, cardones entre otros) y se encuentran las infraestructuras humana. Para el año 2001 (Figura 41), se observa una reducción significativa del área utilizada para las actividades agrícolas de 40% del total, es decir que de 34,4ha de área en cultivo se redujo a 10,2 ha. Esta reducción se debió a la imposibilidad de riego por el único pozo activo y la capacidad del sistema de bombeo, unido a la característica climática de la zona que conlleva a un déficit hídrico en 10 meses del año. Por la topografía y pendiente del área se observa el desarrollo de drenajes superficiales al norte de la UESB, en donde se desarrolla un carcavamiento activo y pérdida de suelo cultivable, producto de la falta de vegetación por el abandono de áreas de cultivo hacia esa parte del ámbito de estudio. En el año 2004 (Figura 42), se observa la afectación 31,41 ha por un incendio que termino con el sistema de riego que abastecía a las parcelas ubicadas hacia el norte de la granja. Este incendio impidió que se continuara la siembra hacia la parte norte y que la misma se concentrara al sur y en las cercanías del pozo activo. Esta particularidad provocó la reducción significativa de las zonas de cultivo a 1,92 ha que representa una baja del 81% en comparación con el año 2001. Este incendio debió acontecer entre el 2001 y 2004. De acuerdo con un informante clave, los cultivos desarrollados en el área afectada correspondían a extensos limoneros que eran abastecidos de agua por un sistema de riego por goteo, que se extendía desde el jagüey, aprovechando la pendiente de la zona. En el 2004, ya se observa una recuperación parcial de la vegetación en el área afectada. Desde esta fecha se ha observado una importante baja de las áreas de cultivos, el sistema de riego era vital para el desarrollo de la zona y el único pozo activo existente no es suficiente para el desarrollo total de la granja. 51 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 41. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2001. Fuente: Elaboración propia, 2015. 52 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 42. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2004. Fuente: Elaboración propia, 2015. 53 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 43. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2006. Fuente: Elaboración propia, 2015. 54 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” En el año 2006 (Figura 43), el área se observa recuperada en su totalidad y la vegetación típica comienza a extenderse a los espacios afectados. Las áreas de cultivo se encuentran ubicadas al norte del pozo y las cultivadas al sur del mismo, ambas comprenden un total de 2,83 ha. Esto representa un aumento del 47% del área cultivable tomando en cuenta el 2004 y de 27% en comparación con el 2001. En los años sucesivos se observa una recuperación progresiva de las actividades agrícolas (Figura 44), teniéndose un incremento promedio de 2,95 ha. Así para el año 2007 (Figura 45), 2009 (Figura 46) y 2010 (Figura 47), las áreas de cultivos y cultivadas abarcaban 4,64 ha, 8,29 ha y 10,54 ha, respectivamente. Figura 44. Recuperación progresiva de las áreas de cultivos períodos 2007, 2009 y 2010. Fuente: Elaboración propia, 2015. En el año 2010, ya se había cedido un área de 21,04 ha a Radio Nacional Venezolana (RNV) para la ubicación de una antena, pero para esta fecha aún no se había delimitado. Por lo que se observa la remoción de terreno para la construcción de la base de esta estructura hacia el noreste del ámbito de estudio. También se observa en las adyacencias un proceso de invasión de áreas antes destinadas a la actividad agrícola hacia el Este para la conformación de barrios y al oeste para parcelamientos con destinos agrícolas. 55 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 45. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2007. Fuente: Elaboración propia, 2015. 56 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 46. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2009. Fuente: Elaboración propia, 2015. 57 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 47. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2010. Fuente: Elaboración propia, 2015. 58 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” En el año 2011 (Figura 48) hacia el norte, en las cercanías de la Cañada El Bajo se observa el inicio de una de las actividades más degradante de la zona, como es la extracción de la capa vegetal y el argílico del área, aunque a nivel agrícola son zonas muy pobres para el establecimiento de cultivos, la afectación del área representa un grave problema porque representa una pérdida de valor paisajístico, además de incidir en la potenciación de los procesos erosivos en el ámbito de estudio. Lo más grave es su cercanía al cauce de la cañada El Bajo, esta afectación acarreará consecuencias a largo plazo al afectar su cuenca hidrológica. En este año, las áreas de cultivo y cultivadas se redujo a 9,7 ha representando una pérdida de 8% de las zonas de producción en comparación con el 2010. En el año 2012 (Figura 49), se observa al norte y noreste una deforestación de 26 ha, y el aumento de la extracción de capa vegetal en dos zonas al norte de la UESB (área invadida); y, al este dentro de los terrenos cedidos a RNV, afectando un total de 2,62 ha. Asimismo se observa la presencia de vertederos no controlados (1,04 ha) al noreste en los terrenos de RNV. Las áreas de cultivos siguen reduciéndose y para esta fecha alcanza 5,88 ha (baja un 39% las áreas destinadas a cultivos). Por otro lado, se comienza a observar la ubicación de buses dañados del Instituto Universitario de Tecnología de Maracaibo, uso que en la actualidad continua, se considera un daño al paisaje propio de la UESB. En el año 2013 (Figura 50), la zona de extracción de capa vegetal y argílico, al norte de la UESB, se extiende hasta abarcar 3,98 ha; la otra área es abandonada y comienza a ser utilizada como vertedero no controlado; mientras que el vertedero antiguo fue abandonado y rellenado con otro material (No fue posible verificar el mismo). Las áreas de cultivos y cultivadas abarcaron 4,79 ha. Es importante recalcar, la importancia del cuidado de esta zona con estos tipos de usos inapropiados, porque los suelos son permeables y el área es afectada por la falla La Ensenada, es posible la contaminación de los acuíferos que abastecen a la comunidad. En estos tres años, se observa una tendencia negativa de reducción de las áreas destinadas a las actividades agrícolas (Figura 51), teniéndose una diminución promedio de 2,86 ha por año. 59 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 48. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2011. Fuente: Elaboración propia, 2015. 60 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 49. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2012. Fuente: Elaboración propia, 2015. 61 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 50. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2013. Fuente: Elaboración propia, 2015. 62 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 51. Recuperación progresiva de las áreas de cultivos períodos 2007, 2009 y 2010. Fuente: Elaboración propia, 2015. En el año 2014 (Figura 52) y enero de 2015 (Figura 53), se mantienen prácticamente las mismas áreas destinadas a actividades agrícolas (4,37 y 4,63 ha, respectivamente). Las otras actividades continúan en un proceso acelerado de afectación al área. La antigua zona de extracción ubicada al norte ahora es utilizada como vertedero no controlado y los desechos sólidos abarcaban 2,09 ha. Cabe destacar que para el 2014, se inicia una nueva zona de extracción (0,8 ha) de la capa vegetal y argílico al noroeste de los terrenos cedidos a RNV, en el límite noreste de la UESB. En enero del 2015, ya se había extendido hasta abarcar 1,36 ha. La acumulación de desechos sólidos en el saque inactivo ya abarca 3,9 ha en este mismo período y continúa en expansión. En algunas de las visitas al área se observó pequeñas quemas de estos desechos sólidos ocurridas de la autocombustión de los mismos ante las altas temperaturas y las bajas precipitaciones propias del clima de la zona. A forma de conclusión el área esta bajo una fuerte presión ambiental ante los diferentes usos inapropiados que han tenido lugar y que ha repercutido en las actividades agrícolas. 63 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 52. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2014. Fuente: Elaboración propia, 2015. 64 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Figura 53. Mapa del Uso Espacial de la UESB en el año 2015. Fuente: Elaboración propia, 2015. 65 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.9. Problemática Ambiental en el Ámbito de Estudio Del análisis del uso del espacio realizado en el ámbito de estudio se pudo observar una serie de acciones que tienen incidencias negativas sobre el ambiente y que pueden causar efectos no previstos (Tabla 7). Estas acciones se describen a continuación: Tabla 7. Problemática Ambiental del Ámbito de Estudio Acción Deforestación Componente Ambiental Impactado Suelo Efectos Aumento de la erosión y perdida de capa vegetal Extracción y remoción de Suelo y paisaje Cambio de la geomorfología y Capa Vegetal y Argílico potenciación de los procesos erosivos. Perdida de belleza escénica Vertedero no Controlados Suelo, agua, aire y Contaminación del suelo, aguas paisaje superficiales y subterráneas. Perdida de belleza escénica y del valor de los terrenos y de los productos agrícolas que se desarrollan en la comunidad. Ubicación de buses en Paisaje Pérdida de belleza escénica de la mal estado UESB. Fuente: Elaboración Propia, 2015. Figura 54. Área deforestada, se observa suelo desnudo y vegetación dispersa. Fuente: Pérez L. 2015. 3.9.1. Deforestación Esta acción se observa desde la imagen satelital analizada del año 2012 y abarcó un total de 26 ha. Es importante destacar que después de dos años y medio, el ecosistema 66 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” aún no se ha podido recuperar y el área se observa con poca vegetación típica del área muy dispersa con suelos desnudos (Figura 54). No se pudo cotejar esta información con datas de inventario de biodiversidad, pero se cree que esto representó una importante afectación para la flora y la fauna del lugar. Así como también para los habitantes de las zonas en afecciones pulmonares y respiratorias por el levantamiento de polvo por los vientos que afectan el lugar, la población infantil ha sido la que mayor riesgo a la salud ha enfrentado en la comunidad, de acuerdo con entrevistas realizadas a la representante del Consejo Comunal El Olvido. 3.9.2. Extracción y remoción de capa vegetal y argílico Esta actividad se desarrolla desde el 2011 y ha afectado un área aproximada de 6,91 ha, al momento del estudio y continúa en expansión en los terrenos cedidos a RNV (Figura 55). Estos suelos son pobres en materia orgánica y deficiente en nutriente, se considera un ecosistema frágil de intervención delicada por lo que los usos registrados en los últimos cuatro años han representando una amenaza continua a la degradación física y química de los suelos. Figura 55. Saque Activo en la zona de estudio Fuente: Pérez L. 2015. Cabe destacar, que las actividades agrícolas desarrolladas desde los años 70 en la zona, han sido desarrolladas con métodos tradicionales sin el empleo extensivo de agroquímicos, por lo que representaba un riesgo bajo al ecosistema, pero desde los inicios de la extracción de la capa vegetal y argílico en el área, la degradación ha 67 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” aumentado de forma acelerada e incidido sobre la producción agrícola de la zona. Esta acción ha desencadenado los procesos erosivos en el área de estudio provocando la aparición de carcavamientos al norte de la UESB (Figura 56). Figura 56. Carcavamientos al norte de la zona de estudio Fuente: Pérez L. 2015. Para finalizar se puede resaltar la importancia de los procesos erosivos al norte de la UESB, donde la fracción fina ha sido barrida por los vientos, ante la presencia de suelos desnudos con vegetación muy dispersa. 3.9.3. Vertederos no Controlados Los vertederos se desarrollan en las áreas abandonadas de extracción de capa vegetal y argílico (Figura 57). Se observa al norte en antiguos terrenos de la UESB y en los terrenos cedidos a RNV. También se observan en las orillas de los caminos hacia el ámbito de estudio. Es importante destacar que en estas áreas se dispone cualquier tipo de desecho por lo que se estima que los lixiviados que allí se generan deben ser altamente contaminantes para los suelos y las aguas (superficiales y subterráneas). 68 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Otro daño asociado a esta actividad, es la perdida de belleza escénica, del valor de los terrenos y de las cosechas producidas en el área, además de las implicaciones de salud de los habitantes de la zona y de los consumidores finales de los productos agrícola del área. Se estima conveniente un estudio de la contaminación de estos vertederos no controlados y su incidencia en la calidad de las aguas subterráneas (fuente de suministro de agua de la comunidad) y de los rubros agrícolas; así como de los potenciales riesgo para la salud humana local y regional. Figura 57. Vertedero no controlado al norte de la zona de estudio Fuente: Pérez L. 2015. 3.9.4. Ubicación de buses en mal estado en la UESB En la entrada de la UESB se ha establecido un estacionamiento improvisado para buses en mal estado y desincorporado del Instituto Universitario de Tecnología de Maracaibo. Este es el uso más reciente y su impacto es sobre todo visual (Figura 58). Figura 58. Buses en mal estado estacionados a la entrada de la UESB Fuente: Pérez L. 2015. 69 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.10. Caracterización e Importancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables de la UESB. El daño ambiental observado, se caracterizó tomando en cuenta su significancia e irreparabilidad. En la primera se consideró cinco factores: grado de perturbación, duración, extensión, vulnerabilidad y pérdida de valor social. El daño se estimó de significancia crítica (Tabla 8). Los valores y criterios considerados para la estimación de la irreparabilidad se estableció por cada receptor (Subsistema afectado) y luego se promedio (Tabla 9), dando como resultado un daño reparable (Tabla 10). Aunque el daño al subsistema suelo es irreparable desde un punto de vista geológico, y al ser este recurso de gran valor al igual que el agua, para el desarrollo de las actividades propias de la zona, la importancia del daño es muy grave siendo necesario la atención inmediata por los entes correspondientes en materia ambiental. Tabla 8. Estimación de la Significancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables Factor Criterio Valoración Puntación Grado de perturbación Se registran cambios en el relieve y geomorfología del área afectada. Muy Alta 9 Duración Si el tiempo total es o estará entre 1 año y 10 años Alta 7 Extensión Dentro de un rango de 10 y 100 km² Alta 7 Vulnerabilidad Al menos uno de los ecosistemas involucrados puede ser categorizado como “Vulnerable” Alta 7 Pérdida de Valor Social afecta entre 50% y 75% de la población presente en el área de influencia del daño Alta 7 Suma de los Factores GP+Du+Ex+Vu+VS Componente Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables 37 Cualificación Significancia Puntaje Crítica (39 pto) 9 Fuente: Elaboración propia, 2015. 70 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Tabla 9. Estimación de la Irreparabilidad e Importancia del daño en la Biodiversidad y Recursos Naturales Renovables (B&RNR) Sub Componente Irreparabilidad Puntuación Suelo Muy Alta 10 Agua Alta 8 Aire Media 6 Biodiversidad Media 6 Paisaje Alta 7 Promedio 7 Fuente: Elaboración propia, 2015. Figura 59. Importancia del Daño Ambiental Observado Fuente: Modificado de GreenlabUC, 2012. 71 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.11. Alternativas de solución Las alternativas de solución planteadas en este trabajo, se describen a continuación: 3.11.1. Estrategia para el control y solución de los problemas de erosión del suelo Para controlar el desarrollo de carcavamiento y pérdida del suelo al norte de la UESB se debe conseguir la estabilidad del talud sur (Zona Crítica en el desarrollo de cárcavas) del antiguo área de Saque actualmente utilizada como vertedero no controlado. Estrategia de acción: Diseño de un proyecto para la estabilidad del Talud Sur del área de saque al Norte de la UESB dirigido por los PNF Obras Civiles, Geociencias, Agroalimentaria y Materiales Industriales. La elaboración del presupuesto y demás aspectos administrativo del proyecto: PNF en Contaduría y Administración 3.11.2. Estrategia para la rehabilitación de las áreas utilizadas como vertederos no controlados Para controlar los efectos negativos de los vertederos no controlados al norte y este de la UESB, se debe diseñar un proyecto para su rehabilitación, previo estudio de sus lixiviados y la peligrosidad a la población humana y animal que se abastece de las aguas de los acuíferos presentes en el área. Estrategias de acción: Diseño de un proyecto para la evaluación de la contaminación de los acuíferos del área dirigido por el PNF en Geociencias. Búsqueda de Alianzas estratégicas con Planimara e ICLAM para obtener la información necesaria en la evaluación de los acuíferos. Diseño de un plan para el cierre y rehabilitación de las áreas utilizadas como vertederos, evaluado desde un punto de vista medioambiental, técnico y económico, deben involucrarse todos los PNF del IUTM. 72 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 3.11.3. Estrategias para evitar las actividades de extracción de Capa Vegetal y argílico al E de la UESB Establecer una agenda de reuniones con los representantes de Radio Nacional Venezolana (RNV) y directivos de FUNDAIUTM para la evaluación de esta problemática con objeto de detener las actividades de extracción de capa vegetal y argílico en los terrenos donados a RNV. Formular la denuncia ante los entes competentes en materia ambiental (Ministerio del Poder Popular para el Ambiente y de Agricultura, Alcaldía de La Cañada de Urdaneta, Gobernación del Estado Zulia), con objeto de detener la extensión de la extracción de material que afecta la producción de la zona y la soberanía agroalimentaria. Otras Acciones: Involucrar a la masa estudiantil, mediante charlas, en la problemática ambiental existente en la Unidad Experimental Santa Barbará, para generar una sensibilización en torno a este espacio cedido en comodato al IUTM, para fines de investigación y desarrollo de práctica del PNF en agroalimentaria. Establecer en las instalaciones de la UESB, una extensión de sus programas curriculares y cursos, dirigidos a las comunidades aledañas, en aras de fortalecer su relación con la misma, y de esta forma convertirlos en aliados. Reubicación del cementerio de buses ubicado en la entrada de la granja, que le quita belleza escénica a la misma. 73 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” CONCLUSIONES La Unidad Experimental Santa Barbará, se encuentra emplazada en la Cuenca de la Cañada El Bajo, dentro de la planicie de Maracaibo, siendo su pendiente inferior al 1%. Sus suelos son arenosos, muy permeables y bajo en nutrientes formados a partir de la descomposición de la Formación El Milagro del Pleistoceno. El clima es semiárido con bajas precipitaciones, altas temperaturas y alta evaporación, siendo indispensable el empleo de riego para las actividades agrícolas que en ella se desarrollan. Se encuentra además dentro de la zona sísmica 3, presentando un riesgo moderado. En el análisis de la composición florística se reconocieron 35 familias y 60 géneros representados en 67 especies. En cuanto a la fauna, en el área de estudio no se reportan especies de fauna endémicas que estén en peligro de extinción; sin embargo se hallaron especies de interés cinegético. La densidad faunística del área se considera baja por encontrarse en hábitats completamente intervenidos, siendo su zona de vida de un Bosque Muy Seco Tropical. El uso predominante en la UESB es notoriamente agrícola, sin embargo desde finales del 2011 principios de 2012, se evidencia otros usos inapropiados del suelo como es la extracción de capa vegetal y argílico al norte del área, esta extracción tuvo un período corto de ejecución, y en la actualidad está siendo utilizado como vertedero no controlado. En el año 2014 se traslada esta actividad altamente degradante al Noreste del área y en la actualidad se encuentra activa. Por los usos inapropiados de los terrenos de la UESB, se evidencia un fuerte impacto ambiental que ocasiona daños a la biodiversidad y a los recursos naturales (suelo, agua, y paisaje), que se estima crítica y reparable, con una importancia alta de intervención, al tener una magnitud del daño de 63 y una cualificación de muy grave. Se establecieron tres estrategias generales para actuar sobre la problemática que contempla nueve acciones concretas y que pretenden mejorar la situación del ámbito de estudio. 74 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” RECOMENDACIONES Cartografiar las distintas zonas rurales con problemática ambiental de extracción de capa vegetal y vertederos no controlados, empezando por la zona protectora de Maracaibo. Establecer una línea de investigación abocados a las granjas administradas por el IUTM y dirigida a todos los Programa Nacional de Formación y de Avanzada desarrolladas por esta casa de estudio. 75 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Acosta C. y Fernández O. (1997). Teoría de Sistemas, Región y Problemática Ambiental. EdiLUZ. Maracaibo, Venezuela. 130 pp. Albornoz-Galindo L. (2004). 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Pp. 341-361. 79 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” The Plant List (2010). Versión 1. Disponible en: http://www.theplantlist.org/1/ Ujueta-Lozano G. (2007). Tectónica de Bloques, delimitados por lineamientos de dirección NO-SE y NNE-SSO a NE-SO en el Norte y Nordeste de Colombia y en el Noroccidente de Venezuela. Geología Colombiana, Bogotá. Vol. 32, pp.3-20. Ujueta-Lozano G. (1993). Lineamientos de Dirección Noroeste-Sureste en los Andes venezolanos. Geología Colombiana, Bogotá. Vol. 18. pp. 75 – 93. Valle A., Borges F., y Rincones C. (2000). Principales malezas en cultivos de caña de azúcar en el municipio Unión del estado Falcón, Venezuela. Revista de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia. Vol. 17, Nº 1. Pp 51–62. Wilhelmus, P. y Villalobos, I. (1984). Características físicas, químicas y mineralógicas de los suelos de la altiplanicie de Maracaibo. Departamento de Edafología, Facultad de Agronomía. Universidad del Zulia. LUZ. 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Área Á de estudio: Unidad nidad Experimental "Santa Barbará" 84 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Anexo 4. Mapa Geológico. Área Á de estudio: Unidad Experimental xperimental "Santa " Barbará" 85 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Anexo 5. Análisis de Muestras de Suelo Recolectadas por Calicatas 5.1. Análisis Granulométrico M1A Tamiz Diámetro (mm) PTV (g) PTV+MR (g) MR %R %A Leyenda 10 2 392,3 392,3 0 0 0 MR= Material Retenido 16 1,19 459,7 460,2 0,5 35 0,5 292,7 334,4 41,7 13,93 14,1 R= Retenido 60 0,25 393,9 498,4 104,5 34,9 120 0,125 263 344,6 81,6 27,26 76,3 230 0,0625 256,1 303,3 47,2 15,77 Pan Pan 437,9 461,4 23,5 7,85 99,9 Total 299 99,87 Peso Inicial= 299,4 TV= Peso Tamiz Vacio 0,17 0,17 PTV= 49 A=Acumulado 92 Gráfico del Análisis Granulométrico Descripción Macroscópica de la Muestra: Arenas de grano fino a muy fino, subredondeado a redondeado, baja esfericidad, buena selección. Presenta un 95% de Cuarzo y 5% de minerales arcillosos y pesados. 86 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 5.2. Análisis Granulométrico M1B Tamiz Diámetro (mm) PTV (g) PTV+MR (g) MR %R %A Leyenda 10 2 390,9 390,9 0 0,0 0 MR= Material Retenido 16 1,19 459,7 464,3 4,6 1,0 35 0,5 292,7 374,3 81,6 18,0 19,05 R= Retenido 60 0,25 393,9 559,8 165,9 36,7 55,73 A=Acumulado 120 0,125 263 380,4 117,4 26,0 81,68 230 0,0625 256,1 310,9 54,8 12,1 93,79 Pan 442,7 470,8 28,1 6,2 Total 452,4 100,0 TV= Peso Tamiz Vacio 1,017 PTV= 100 Peso Inicial= 452,4 Gráfico del Análisis Granulométrico Descripción Macroscópica de la Muestra: Arenas de grano fino a muy fino, redondeado a muy redondeado, baja esfericidad, buena selección. Presenta un 91% de Cuarzo y 9% de minerales arcillosos y pesados. 87 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 5.3. Análisis Granulométrico M2A Tamiz Diámetro (mm) PTV (g) PTV+MR (g) MR %R %A Leyenda 10 2 390,9 390,9 0 0,0 0,0 MR= Material Retenido 16 1,19 459,7 461 1,3 0,3 0,3 PTV= TV= Peso Tamiz Vacio 35 0,5 292,7 362,9 70,2 18,0 18,3 R= Retenido 60 0,25 393,9 510,7 116,8 29,9 48,2 A=Acumulado 120 0,125 263 382,6 119,6 30,6 78,8 230 0,0625 256,1 319,5 63,4 16,2 95,0 Pan 442,7 447,9 5,2 1,3 96,3 Total 376,5 96,3 Peso Inicial= 390,9 Gráfico del Análisis Granulométrico Descripción Macroscópica de la Muestra: Arenas de grano muy fino a fino, redondeado a muy redondeado, alta esfericidad, buena selección. Presenta un 97% de Cuarzo y 3% de minerales arcillosos y pesados. 88 �Caracterización Geológico Geológico-Ambiental Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” 5.4. Análisis Granulométrico M2B M2 Tamiz Diámetro (mm) PTV (g) PTV+MR (g) MR %R %A Leyenda 10 2 390,9 390,9 0 0,0 0,0 MR= Retenido Material 16 1,19 459,7 464,1 4,4 1,8 1,8 35 0,5 292,7 360,3 67,6 28,4 30,3 PTV= Vacio 60 0,25 393,9 464,3 70,4 29,6 59,9 R= Retenido 120 0,125 263 312,7 49,7 20,9 80,7 A=Acumulado 230 0,0625 256,1 284,6 28,5 12,0 92,7 Pan 442,7 459,6 16,9 7,1 Total 237,5 99,8 Peso Tamiz 99,8 Peso Inicial= 237,9 Gráfico del Análisis Granulométrico Descripción Macroscópica de la Muestra: Arenas de grano muy fino a fino, redondeado a muy redondeado, alta esfericidad, buena selección. Presenta un 9 92% de Cuarzo y 8% % de minerales arcillosos y pesados. 89 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Anexo 6. Mapa de Horizonte Argílico en la UESB Fuente: Modificado del mapa proporcionado por FUNDAITUM (sf). 90 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Anexo 7. Composición Florística de la Unidad Experimental “Santa Bárbara”. Nombre científico Amaranthaceae Achyranthes aspera L. Amaryllidaceae Allium fistulosum L. Anacardiaceae Anacardium occidentale L. Mangifera indica L. Spondias purpurea L. Apiaceae Coriandrum sativum L. Arecaceae Cocos nucifera L. Asclepiadaceae Calotropis procera (Ait.) Ait. f. Asteraceae Tridax procumbens (L.) L. Bignoniaceae Crescentia cujete L. Cactaceae Opuntia caracasana Salm-Dyck Stenocereusgriseus (Haw.) Buxb. Caesalpiniaceae Cassia fistula L. Caricaceae Carica papaya L. Convolvulaceae Nombre común Habito Tipo de ambiente Rabo de alacrán Hierba 8 Cebolla Hierba 7 Merey Mango Ciruela Árbol Árbol Árbol 9 9 9 Cilantro Hierba 7 Coco Árbol 9 Algodón de seda Arbusto 2, 3 Hierba 4, 5, 7 Taparo Árbol 8 Tuna blanca Cactus Cactus 1 1 Lluvia de oro Árbol 12 Lechosa Árbol 7 Merremia quinquefolia (L.) Hallier f. Curcubitaceae Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai var. spp. Campanilla Liana herbácea Cucumis melo L. var. spp. Melón Cucurbita maxima Duchesne Cyperaceae Cyperus laxus Lam. Cyperus rotundus L. Euphorbiaceae Cnidoscolus urens (L.) Arthur Auyama Liana herbácea Liana herbácea Liana herbácea Corrocillo Hierba Hierba 7 7 Pringamoza Hierba 2 Patilla 3, 12 7 7 7 91 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Nombre científico Euphorbia dioica Hieron. Euphorbia hirta L. Jatropha gossypiifolia L. Manihot esculenta Crantz Fabaceae Gliricidia sepium (Jacq.) Walp. Phyllanthus niruri L. Nombre común Habito Tua-tua Yuca Hierba Hierba Sufrútice Arbusto Matarratón Tipo de ambiente 7 7 3, 4 7 Vigna unguiculata (L.) Walp. Loranthaceae Struthanthus sp. Malvaceae Sida aggregata C.Presl Sida salviifolia C.Presl Martyniaceae Craniolaria annua L. Meliaceae Frijol Árbol Hierba Hierba rastrera Liana herbácea Guatepajarito Epífita 1 Escoba Hierba Hierba 4, 7 4 Hierba 12 Azadirachta indica A.Juss. Mimosaceae Acacia farnesiana (L.) Willd. Acacia tortuosa (L.) Willd. Albizia lebbeck (L.) Benth. Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit Prosopis juliflora Sw. Neem Árbol 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 Cuji negro Ubeda Lara Leucaena Cuji yaque Árbol Árbol Árbol Árbol Árbol 1, 2, 3 1, 2, 3, 6 6 7 1, 2, 3 Topocho Hierba 7 Tostón rosado Hierba 7 Parchita de montaña Liana herbácea Cadillo bobo Cadillo bravo Pata de gallina Tres dedo Hierba Hierba Hierba Hierba Hierba 3, 4 3, 6, 7 3, 11 3, 6, 7 3, 7 Hierba 3, 7 Stylosanthes hamata (L.) Taub. Musaceae Musa sp. Nyctaginaceae Boerhavia diffusa L. Passifloraceae Passiflora foetida L. Poaceae Aristida pittieri Henrard Cenchrus ciliaris L. Cenchrus echinatus L. Chloris ciliata Sw. Dactyloctenium aegyptium (L.) Willd Digitaria cf. fuscescens (J.Presl) Henrard 8 7 7 7 4, 7 92 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Nombre científico Nombre común Habito Melinis repens (Willd.) Zizka Megathyrsus maximus (Jacq.) B.K. Simón & W.L. Pennisetum purpureum Schumach. Sporobolus pyramidatus (Lam.) C.L.Hitchc. Zea mays Polygonaceae Coccoloba uvifera (L.) L. Portulacaceae Portulaca pilosa L. Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Lam. Rubiaceae Ixora coccinea L. Rutaceae Citrus limon (L.) Osbeck Citrus cf. sinensis (L.) Osbeck Sapindaceae Melicoccus bijugatus Jacq. Sapotaceae Manilkara zapota (L.) P.Royen Solanaceae Capsicum annuum L. Solanum melongena L. Sterculiaceae Melochia parvifolia Kunth Melochia pyramidata L. Waltheria indica L. Zygophyllaceae Paja rosada Hierba Tipo de ambiente 3, 7 Pasto guinea Pasto elefante morado Hierba Hierba 7 7 Maíz Hierba Hierba 3 7 Uvero Árbol 12 Hierba 7 Tribulus cistoides L. Manzanita Árbol 6, 12 Ixora Arbusto 12 Limon Naranja Árbol Árbol 9 9 Mamón Árbol 9 Níspero Árbol 9 Ají dulce Berenjena Hierba Arbusto 7 7 Bretónica blanca Hierba Hierba Hierba 7 7 2, 3, 4 Hierba rastrera 7 Tipo de ambientes: 1. Arbustales bajos, medio densos a densos; 2. Asoc. Arbustales bajos, medio densos a ralos, con Pastizales sin riego y suelos desnudos; 3. Asoc. Pastizales sin riego con Arbustales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos; 4. Herbazales secundarios bajos a ralos con suelos desnudos (Conucos abandonados); 5. Herbazales bajos, ralos dispersos con suelos desnudos; 6. Cultivos perennes con riego; 7. Cultivos anuales con riego; 8. Arboles ornamentales; 9. Frutales cultivados. 93 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Anexo 8. Lista de los diferentes usos de las especies vegetales halladas en la Unidad Experimental granja “Santa Bárbara”. Nombre científico Malezas Cultivos Frutales Especies naturales Ornamentales Especies forrajeras Amaranthaceae Achyranthes aspera L. 1 Amaryllidaceae Allium fistulosum L. 1 Anacardiaceae Anacardium occidentale L. 1 Mangifera indica L. 1 Spondias purpurea L. 1 Apiaceae Coriandrum sativum L. 1 Arecaceae Cocos nucifera L. 1 Asclepiadaceae Calotropis procera (Ait.) Ait. f. Asteraceae 1 Tridax procumbens (L.) L. 1 Bignoniaceae Crescentia cujete L. 1 Cactaceae Opuntia caracasana SalmDyck Stenocereus griseus (Haw.) Buxb. Caesalpiniaceae 1 1 Cassia fistula L. 1 Caricaceae Carica papaya L. 1 Convolvulaceae Merremia quinquefolia (L.) Hallier f. Curcubitaceae 1 Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai var. spp. Cucumis melo L. var. spp. 1 Cucurbita maxima Duchesne 1 1 Cyperaceae Cyperus laxus Lam. 1 Cyperus rotundus L. 1 Euphorbiaceae 94 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Nombre científico Malezas Cnidoscolus urens (L.) Arthur Euphorbia dioica Hieron. 1 Euphorbia hirta L. 1 Jatropha gossypiifolia L. 1 Cultivos Frutales Especies naturales Ornamentales Especies forrajeras 1 Manihot esculenta Crantz 1 Fabaceae Gliricidia sepium (Jacq.) Walp. Phyllanthus niruri L. Stylosanthes hamata (L.) Taub. Vigna unguiculata (L.) Walp. 1 1 1 1 Loranthaceae Struthanthus sp. 1 Malvaceae Sida aggregata C.Presl 1 Sida salviifolia C.Presl 1 Martyniaceae Craniolaria annua L. 1 Meliaceae Azadirachta indica A.Juss. 1 Mimosaceae Acacia farnesiana (L.) Willd. 1 Acacia tortuosa (L.) Willd. 1 Albizia lebbeck (L.) Benth. 1 Leucaena leucocephala (La m.) de Wit Prosopis juliflora Sw. 1 1 Musaceae Musa sp. 1 Nyctaginaceae Boerhavia diffusa L. 1 Passifloraceae Passiflora foetida L. 1 Poaceae Aristida pittieri Henrard 1 Cenchrus ciliaris L. 1 Cenchrus echinatus L. 1 Chloris ciliata Sw. 1 Dactyloctenium aegyptium (L.) Willd Digitaria cf. fuscescens (J.Presl) Henrard 1 1 95 �Caracterización Geológico-Ambiental de la Unidad Experimental “Santa Barbará” Nombre científico Malezas Melinis repens (Willd.) Zizka 1 Megathyrsus maximus (Jacq.) B.K. Simón & W.L. Pennisetum purpureum Schu mach. Sporobolus pyramidatus (La m.) C.L.Hitchc. Zea mays Cultivos Frutales Especies naturales Ornamentales Especies forrajeras 1 1 1 1 Polygonaceae Coccoloba uvifera (L.) L. 1 Portulacaceae Portulaca pilosa L. 1 Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Lam. 1 Rubiaceae Ixora coccinea L. 1 Rutaceae Citrus limon (L.) Osbeck 1 Citrus cf. sinensis (L.) Osbeck Sapindaceae 1 Melicoccus bijugatus Jacq. 1 Sapotaceae Manilkara zapota (L.) P.Royen Solanaceae 1 Capsicum annuum L. 1 Solanum melongena L. 1 Sterculiaceae Melochia parvifolia Kunth 1 Melochia pyramidata L. 1 Waltheria indica L. 1 Zygophyllaceae Tribulus cistoides L. Total de especies 1 30 12 10 6 5 4 96 � 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 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 Caracterización geológico-ambiental de la Unidad Experimental “Santa Bárbara” municipio Cañada de Urdaneta, Estado Zulia Creator An entity primarily responsible for making the resource Liseth del Carmen Pérez Albornoz 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/d952d99b7498187170a24e61b6b284a4.pdf a29807df5331e7af431b0eb039d436fc PDF Text Text Tesis doctoral CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE MACIZOS ROCOSOS EN OBRAS SUBTERRÁNEAS DE LA REGIÓN ORIENTAL DEL PAÍS Maday Cartaya Pire �INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE MINERÍA TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN CIENCIAS TÉCNICAS CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE MACIZOS ROCOSOS EN OBRAS SUBTERRÁNEAS DE LA REGIÓN ORIENTAL DEL PAÍS AUTOR: M.Sc. MADAY CARTAYA PIRE TUTOR: Prof. Tit. Ing. Roberto Blanco Torrens CUBA, 2001 �INTRODUCCIÓN Tanto tuneleros, como mineros durante sus labores tratan la extraordinaria variedad de macizos y la necesidad de “ acomodarlos” y “adaptarlos” hasta alcanzar el éxito, a partir de medios rudimentarios disponibles, el inteligente uso de las manos y de sus elementales útiles, sin olvidar la imprescindible habilidad para protegerse ellos mismos frente a posibles desprendimientos mediante la colocación de soportes y entibación. La mina más antigua que se conoce en el mundo se localiza en el Cerro de Bomvu, en Swazilandia, y data del año 40. 000 a.c; en ella el hombre de Neandertal, minaba hematita, para ritos mortuorios. El primer túnel de la historia, fue el túnel de Babilonia bajo el Eúfrates, para comunicar el Palacio y el Templo de Belos en la Babilonia del 2200 a.c. Resulta impresionante la tremenda perseverancia y desprecio por el riesgo que mostró el hombre desde los orígenes de la historia en sus intentos de perforar la tierra, partiendo inicialmente, solo de sus propias manos y, poco apoco confeccionando herramientas, rudimentarios martillos, picos, cinceles. Si a esta absoluta precariedad de utensilios de trabajo añadimos los elementales procedimientos de entibación empleados y la ausencia de sistemas de ventilación y de evaluación o pronóstico de la estabilidad de las obras, comprobamos que la excavación de túneles y galerías implicaba en la antigüedad una formidable y enormemente sacrificada y peligrosa labor. En los últimos años ha sido el boom de la ingeniería subterránea, siendo el rasgo característico, su diversificación, se puede decir sin exageración, que se está viviendo la era de los túneles y construcciones subterráneas multipropósito, muestra de ello son los grandes túneles como los que se proyectan bajo los Alpes, y que dejarán pequeños a los túneles actuales o el túnel submarino del Seikán con 54 km de longitud, las autopistas subterráneas de circunvalación de grandes ciudades como los de la Bahía de Tokio, París o las Artery Tunnel de Boston. Pero hoy no se trata sólo de concebir obras lineales, como estas, sino también de construir amplios espacios subterráneos e inmensas cavernas de propósitos diversos; bien de carácter lúdico, como el urbanismo subterráneo, bien con función de depósito y almacenamiento, tanto de combustible, alimentos, residuales, plantas, hidroeléctricas, potabilizadoras, refugios, etcétera. En la actualidad, las nuevas tecnologías abren inmensas posibilidades a la construcción de túneles y obras subterráneas. Esta realidad ya en nuestros días se proyecta hacia el futuro como una tendencia que apunta hacia mejoras en los rendimientos y en la seguridad de �los trabajos. Las obras subterráneas tienen un inmenso futuro, que ya es realidad en muchos lugares del mundo. En nuestro país la industria minera constituye una de las principales ramas de la economía, estimula el desarrollo de la industria, asegura el abastecimiento de las principales materias primas e influye directamente en el desarrollo económico y social del país, la construcción de obras subterráneas, tanto civiles (trasvases, almacenes, etcétera), como para obras protectoras de diversos usos, ha aumentado en los últimos años. Para garantizar la estabilidad y por ende la seguridad de estas excavaciones, deben realizarse estudios del macizo rocoso, con el objetivo de conocer cuales son sus características y al menos suponer cual será su comportamiento ulterior. En nuestro país hoy en día, cada entidad relacionada con la construcción subterránea realiza el estudio del macizo rocoso donde está enclavada la obra, pero todavía existen insuficiencias en el alcance y contenido de esos estudios, ya que las obras subterráneas continúan presentando problemas de estabilidad, influyendo esto directamente en el gasto de recursos, ocasionado por que los macizos rocosos no son diferenciados para su estudio y adopción de medidas, de acuerdo al comportamiento variado que puede presentar una misma litología en la excavación subterránea, causado por que, en la mayoría de los casos han sido afectadas por diferentes eventos tectónicos, o resulta que, sencillamente, la zona en cuestión a sido afectada por el método de arranque empleado. Por lo que habitualmente se fortifica después que ya se han producido pérdidas de estabilidad, o sencillamente se fortifica toda la excavación, “preventivamente”, considerando que el comportamiento de macizo será igual, demostrándose en la práctica que no siempre resulta así. Es por ello que el problema que enfrenta la presente investigación radica en que es insuficiente el alcance y contenido de los procedimientos que se aplican actualmente para el estudio de los macizos rocosos ya que los mismos no son diferenciados geomecánicamente. Lo que en muchos casos puede producir soluciones incorrectas, gastos excesivos y afectaciones a la seguridad durante los trabajos que en ellos se efectúen. La formulación de la hipótesis parte del hecho de que si se realiza la caracterización geomecánica de los macizos rocosos entonces se posibilita la diferenciación de los mismos de acuerdo a su comportamiento, lo que permitiría �alcanzar soluciones de proyecto y constructivas de las obras subterráneas más económicas y seguras. El objetivo general es caracterizar desde el punto de vista geomecánico los macizos rocosos de las Minas de cromo Merceditas, Amores y de cobre “El Cobre”, de los túneles hidrotécnicos de los Trasvases Melones – Sabanilla y Caney – Gilbert. Es necesario significar que la zona de estudio donde se realiza la investigación, abarca una extensa región de la zona oriental, por lo que se realiza un macro estudio de las características geomecánicas de los macizos. Objetivos específicos Realizar el estudio ingeniero – geológico de los macizos rocosos. Determinar los parámetros geomecánicos de los macizos estudiados. Proponer los modelos geomecánicos más representativos de los macizos rocosos de las obras estudiadas. Proponer criterios geomecánicos estructurales que permitan un mejor diseño de excavaciones y obras subterráneas. La tesis consta de cuatro capítulos. En el primero se realiza un análisis del estado actual del tema, así como el desarrollo alcanzado en Cuba, en la materia y se expone la metodología de investigación empleada. En el segundo capítulo se realiza el estudio – ingeniero geológico, la determinación de las propiedades físico – mecánicas y la evaluación de la estabilidad de los macizos rocosos de las obras estudiadas. En el tercer capítulo se ofrecen las principales características geomecánicas de los macizos y se proponen los modelos geomecánicos más representativos del comportamiento de los macizos rocosos en las obras estudiadas. En el cuarto capítulo se ofrecen criterios geomecánicos – estructurales para el diseño de excavaciones y obras subterráneas. Se realiza la estimación de la resistencia de las rocas por métodos empíricos de actualidad, se definen las posibles direcciones de las tensiones principales máximas, medias y mínimas, de las estructuras en las excavaciones con el auxilio de las proyecciones estereográficas, se proponen los lugares donde es posible aplicar el método del bloque clave y se �definen los esquemas de interacción macizo - fortificación más representativos de las obras en estudio Los principales resultados obtenidos de la investigación son los siguientes. El establecimiento de una metodología para la caracterización geomecánica del macizo. La caracterización geomecánica de los macizos rocosos de las obras estudiadas y la propuesta los modelos geomecánicos más representativos de los macizos de las obras estudiadas El empleo de diferentes criterios geomecánicos - estructurales para el diseño de excavaciones y obras subterráneas en los macizos rocosos estudiados. La presente investigación tuvo como punto de partida el estudio efectuado por la autora en su tesis para la opción al título de Master en Geomecánica, así como la información obtenida de la revisión bibliográfica y de la búsqueda en las diferentes entidades a que pertenecen las obras subterráneas estudiadas, estas entidades y empresas fueron. Empresa Cromo Moa, Empresa Minera del Cobre en Santiago de Cuba, Empresa No2 de Proyectos e Investigaciones de Holguín, Empresa de Proyectos e Investigaciones Hidráulicos – Holguín, Empresa de Proyectos e Investigaciones Hidráulicos – Bayamo, CITMA- Bayamo. GEOCUBA – Bayamo, Oficina Nacional de Recursos Minerales - Fondo Geológico – Santiago de Cuba, también aportaron datos importantes a la investigación, el Centro de Información Científico Técnica, el Fondo Geológico del Departamento de Geología y el Archivo del Departamento de Minería, todos del ISMMM. La información obtenida fue muy amplia, ya que estos macizos han sido bastante estudiados desde el punto de vista ingeniero geológico y en ellos se han realizado varios estudios de estabilidad, tal es el caso de las obras del Trasvase Este – Oeste Melones – Sabanilla, del túnel Caney – Gilbert, en las Minas Merceditas, Amores y El Cobre, en estos tres últimos casos realizados por el Grupo de Construcción Subterráneas del Departamento de Minería, al que pertenece la autora del presente trabajo. No obstante, resulta necesario señalar, que en la bibliografía consultada, son muy escasas las investigaciones referentes al estudio sectorizado o diferenciado de los macizos, y no se encontraron referencias en las que se desarrolle una metodología para la caracterización geomecánica y se propongan los modelos geomecánicos más representativos del comportamiento de los macizos rocosos teniendo en cuenta �sus características mecánicas y estructurales, tal vez justificado por el creciente auge que han alcanzado en nuestro país, en los últimos años, las clasificaciones geomecánicas (Deere, Barton, etc.) dando lugar a que los estudios geomecánicos actuales, solo se limiten a clasificar las rocas por estas metodologías, sin llegar al modelo geomecánico. Sin embargo, resulta evidente la necesidad de profundizar en los aspectos relacionados con la temática objeto de estudio; no solo por la importancia de la diferenciación para el estudio de los macizos partiendo de sus características geomecánicas, sino también, para adecuar las investigaciones geomecánicas futuras, según esta nueva tendencia. La novedad científica de la investigación radica en: El desarrollo de una metodología para realizar la caracterización geomecánica de los macizos rocosos, y la diferenciación de los modelos geomecánicos representativos de los macizos estudiados Los resultados de este trabajo se han presentado en: II y III Taller de Túneles y Construcciones Subterráneas. 1997, 1998. Conferencia Internacional de Aprovechamiento Racional de los Recursos Naturales, CINAREM´ 98. XII Forum de Ciencia y Técnica de Base, Municipal, Provincial y XII Forum Municipal de las FAR, noviembre / 1997, diciembre/ 1997, marzo / 1998 y noviembre/ 1997. Evento Internacional de Protección del Medio, PROTAMBI'99. IX Sesión Científica del Centro de Investigaciones de la Laterita, noviembre / 1999. Jornada Científico - Técnica de Geominera Santiago de Cuba, febrero/1999. Primer Taller Territorial la Geodesia y la Geomecánica aplicadas a la construcción, noviembre/1999. Primer Simposio Internacional la Geodesia y la Geomecánica aplicadas a la construcción, abril / 2000. IX Exposición Municipal, Provincial, Nacional de las BTJ "Forjadores del futuro", marzo/2000, junio / 2000. IV Congreso De Geología y Minería. Marzo / 2001. �Publicaciones: 1. Modelos geomecánicos de los macizos rocosos de la mina de cromo Merceditas, revista Minería y Geología, No. 2, 1999. 2. Caracterización geomecánica de algunas minas y túneles subterráneos de la región oriental del país. Revista Minería y Geología, No. 1. 2000. 3. Estimación de la resistencia de las rocas. Revista Minería y Geología, No.2. 2000. 4. Caracterización geomecánica de los macizos rocosos en minas subterráneas para el aprovechamiento racional de los recursos y la protección del medio. Edición especial Libro de Ponencias de la IX Sesión Científica del Centro de Investigaciones de la Laterita, Unión del Níquel. 5. Caracterización geomecánica de macizos rocosos. CD-Room, Publicación de IV Congreso De Geología y Minería. Marzo / 2001. �Capítulo I. Estado actual de la problemática y metodología de investigación. Estado actual de la problemática. La geomecánica es quizás una de las ramas tecnológicas más antiguas del universo, los griegos y egipcios en sus construcciones emplearon los macizos rocosos para obras. En las pirámides construidas en Egipto se emplearon bloques de caliza dura. Todas estas fastuosas obras, contaron con excelentes mineros que desarrollaron una amplia gama de construcciones subterráneas y fortificaciones que hoy se observan y conservan en nuestros días. Sin embargo la geomecánica como ciencia es a fines de los años 50, que hizo su entrada en el hasta entonces, mundo crítico de las obras subterráneas. Históricamente se conoce que el Primer Congreso de Mecánica de Rocas se celebró en Portugal en 1966. (López Jimeno, 1998) Aún cuando la literatura especializada en estas materias se ha expandido y ha acelerado su desarrollo en todo el mundo, con el empleo tanto de revistas especializadas, como el surgimiento de nuevas técnicas y tecnologías computarizadas. El estado actual del conocimiento en mecánica de rocas, así como la definición y obtención de parámetros y adopción de modelos que representen el comportamiento real de los macizos rocosos, se encuentran en una fase de desarrollo inferior al de otras ramas de la ingeniería como pueden ser la Mecánica de Suelos, Hidráulica, Resistencia de Materiales, etcétera; bien por la menor antigüedad de la primera, o por una mayor complejidad frente a la simulación del problema real del macizo. (López Jimeno, 1998) Como consecuencia de esto, resulta difícil establecer modelos analíticos del comportamiento del macizo rocoso que sean reflejo fiel de este, cuando se trata de resolver problemas de estabilidad o dimensionamiento de obras a cielo abierto o subterráneas. La Geomecánica está dando a la construcción de obras subterráneas un creciente soporte científico y técnico que ha encontrando su máximo exponente en la última década, hasta el punto de que hoy en día, la mayoría de los túneles se hacen bajo supervisión de un experto en geotecnia. Siendo uno de los objetivos, caracterizar geomecánicamente los macizos, constituyendo esto el estudio integral del macizo en cuestión, que incluye tanto el modelo geológico, como el geomecánico, abarcando aspectos tales como, estructura del macizo, litología, contactos y distribución de �litologías, geomorfología, cartografía geológica, estudio hidrogeológico, levantamiento de discontinuidades, técnicas geofísicas, sondeos, ensayos in situ, de laboratorio, clasificaciones geomecánicas, entre otros. Convirtiéndose la caracterización geomecánica de los macizos rocosos en una herramienta indispensable para pronosticar su comportamiento. Una parte importante de la caracterización geomecánica de los macizos rocosos, lo constituyen sin dudas, las clasificaciones geomecánicas, que surgieron de la necesidad de parametrizar observaciones y datos empíricos, de forma integrada, para evaluar las medidas de sostenimiento en túneles. Las mismas son un método de ingeniería geológica que permite evaluar el comportamiento geomecánico de los macizos rocosos, y a partir de estas estimar los parámetros geotécnicos de diseño y el tipo de sostenimiento de un túnel (PalmstrΦm, 1998). Además de las obras subterráneas, se destacan las aplicaciones en taludes y cimentaciones. Las clasificaciones llevan más de 50 años en uso, pero es a partir de la década de los 70 cuando se extienden internacionalmente (González de Vallejo, 1998). Al depender los túneles de múltiples variables geológicas de difícil cuantificación, los métodos empíricos, a los que pertenecen las clasificaciones geomecánicas, han sido de gran ayuda, desde el primer sistema de clasificaciones propuesto por TERZAGHI en 1946 (Moreno, 1998), convirtiéndose este en el primer aporte a las investigaciones geomecánicas. TERZAGHI parte del criterio de la formación de una zona de roca destruida por el techo de la excavación, clasificando los terrenos en nueve tipos atendiendo esencialmente a las condiciones de fracturación en las rocas y a la cohesión o expansividad en los suelos. Esta metodología expuesta por TERZAGHI (González de Vallejo, 1998. Moreno, 1998) carece de un índice cuantitativo mediante el cual se pueda tener un criterio más acertado de la competencia de las rocas. En 1958, LAUFFER (Moreno, 1998), propuso una nueva clasificación, también para túneles, que posee un carácter cualitativo. El autor da una clasificación del macizo rocoso y a partir de ella efectúa recomendaciones para la elección del sostenimiento, introduciendo el concepto del claro activo. A nuestro criterio, el inconveniente que presenta, es la dificultad de determinar los parámetros que intervienen en la clasificación, si no se tienen abiertas excavaciones de distintas longitudes libres, durante sus tiempos de estabilidad. �Más tarde en 1963, DEERE (Blanco, 1998. González de Vallejo, 1998. López Jimeno, 1998. Moreno,1998, PalmstrΦm, 1998) propuso un índice de la calidad de las rocas, basado en la recuperación de testigos, denominado como el sistema Rock Quality Designation (RQD) - Indice de Calidad de las Rocas -. Este índice se ha usado en muchas partes y se ha comprobado que es muy útil en las Clasificaciones Geomecánicas de los Macizos Rocosos, formando parte de un sin número de ellas. En 1972, WICKHAM, TIEDEMAIN Y SKINNER del U. S. Bureau of Mines, (Blanco, 1998. Moreno,1998) Establecen los criterios para la obtención del RSR (Rock Structure Rating). Según este criterio el efecto del agua está condicionado por parámetros litológicos y estructurales del macizo y por la influencia del agrietamiento, por lo que se debe analizar muy bien las características del macizo en cuestión a la hora de emplear este criterio porque no siempre la afluencia de agua en una excavación está condicionada exclusivamente estos factores. BOLUCHOF en la década de los años 70, (Bolushof, 1982. Martínez, 2000) desarrolló un método para valorar la estabilidad dado por el índice - S - ; este criterio es bastante completo incorporando parámetros como el coeficiente de fortaleza de las rocas. Durante esta misma década aparecen otras Clasificaciones Geomecánicas de Macizo Rocoso, como las de, FRANKLIN, (1970 y 1975) y LOUIS EN 1974, (Moreno, 1998. González de Vallejo, 1998. López Jimeno, 1998) que han tenido menos seguidores. La sencillez de los métodos presupuesto por BIENIAWKI (1973) y BARTON, LIEN Y LUNDE (1974), (Blanco, 1998. González de Vallejo, 1998. López Jimeno, 1998. Moreno,1998) contribuyeron definitivamente a su rápida aceptación y expansión. PALMSTRΦM en 1995 y 1996 (PalmstrΦm, 1998) propone el índice RMi, a partir de la resistencia a la compresión simple de la roca matriz, del parámetro de diaclasado JP en función de las discontinuidades y tamaño del bloque. El índice permite caracterizar macizos rocoso y calcular sostenimientos en excavaciones subterráneas. En España la aplicación de las clasificaciones se inicia a finales de la década de los 70 y las primeras publicaciones datan del Simposio de Uso Industrial del Suelo de la S.E.M.R, en 1981. Los autores Españoles han realizado significativos aportes al desarrollo de las clasificaciones tales como la propuesta de González de Vallejo, L. 1983, aplicada a túneles y la clasificación para taludes de Romana, M.1985 y 1997. Entre otras contribuciones se pueden mencionar las realizadas para medidas de �sostenimiento en túneles por Moreno, E. 1982, para el dimensionamento de galerías mineras por Abad, et al, 1983 y los trabajos de investigación de Munóz, L.1987 y Encing, I.1992. (González de Vallejo, 1998. Moreno, 1998. López Jimeno, 1998). Debe añadirse también el creciente desarrollo de los trabajos de reconocimiento de los macizos rocosos, como los de auscultaciones, aunque por el momento estas actividades no han alcanzado la generalización deseable en la mayoría de los países, es creciente el número de obras subterráneas que, por medio de secciones instrumentadas u otro tipo de estaciones de control, aportan datos objetivos para las calibraciones de los modelos, generalmente, semiempíricos, para la verificación práctica de los estudios teóricos y para la estimación del estado tensional. La introducción de la computación, como por ejemplo los SofWare para el cálculo de estabilidad de las obras, diseño del sostenimiento, estado tensional alrededor de las excavaciones, entre otros (López Jimeno, 1998) también han contribuido grandemente en el desarrollo científico y técnico de la geomecánica. En Cuba las Clasificaciones Geomecánicas de los Macizos Rocoso, tienen pocos seguidores. Han sido empleadas fundamentalmente por las empresas de proyecto y construcción de obras subterráneas del Ministerio de las Fuerzas Armadas Revolucionarias. Durante la década de los 60 y 70, los criterios utilizados en el CAT – FAR para proyecto y ejecución de túneles se basan en la escuela Soviética, que se apoya en los trabajos del profesor Protodiákonov. Según esta teoría, la estabilidad se logra cuando la excavación tiene forma parabólica o cuando alcanza, por derrumbes, dicha forma. Durante esos años la observación y control de infinidades de casos reales (Acosta,1996), donde se logra la estabilidad con secciones de formas absolutamente arbitrarias, puso en dudas el planteamiento de Protodiákonov. A principios de la década de los 80 se pone en práctica la clasificación de Bieniawski, más tarde modificada por F. Torres. La modificación consistió en sustituir la resistencia a compresión de la roca de Bieniawski por su equivalente dado por el coeficiente de fortaleza de Protodiákonov. Por lo que a partir de este momento se comenzó a evaluar la estabilidad de las rocas según el criterio Bieniawski – Torres, en las investigaciones de los túneles del área CAT – FAR. De acuerdo a esta evaluación, se establecía el tiempo y el avance permisible sin revestir que admitía cada tramo de obra. Al verificar en la práctica que la estabilidad no se afectaba con avances o tiempos sin revestir superiores a los pronosticados, se decidió realizar �una minuciosa investigación para establecer criterios más exactos y que permitieran realmente valorara dicho comportamiento. Esta investigación fue realizada por Augusto A. Cañizares, del Departamento de Matemáticas aplicadas del CDCM. (Acosta,1996). En la actualidad el uso de las clasificaciones geomecánicas tanto para trabajos subterráneos como a cielo abierto se ha incrementado en nuestro país. Se debe aclarar que las clasificaciones geomecánicas, si bien se puede considerar como una parte de la caracterización geomecánica del macizo rocoso de ningún modo pueden representar por sí solas a esta problemática. Ya que no incluyen en su análisis una variedad de parámetros que deben ser considerados para tener un pronóstico del comportamiento del macizo rocoso Las investigaciones encaminadas a la caracterización geomecánica de los macizos rocosos, en nuestro país, no han alcanzado un desarrollo importante, utilizándose muy poco en el análisis del comportamiento de los macizos rocosos. Han sido empleados principalmente para el estudio del macizo en obras con fines hidráulicos y protectoras, en menor cuantía, le siguen el estudio en laderas, taludes, en obras civiles (viaductos, embalses, presas, etcétera) y por último (casi nulo) canteras y minas subterráneas, aunque se debe señalar que en los últimos diez años, se ha manifestado un cierto interés, por estas materias; destacándose los esfuerzos realizados, por el grupo de construcción subterránea del ISMMM, apoyándose en los cursantes de las Maestrías de Geomecánica y Construcción Subterránea, que desarrollaron varias tesis en esta línea de investigación, que constituyen importantes documentos científico – técnicos, en la realización de este trabajo, tales como: la Caracterización geomecánica de los macizos rocosos de la Mina Merceditas (Cartaya, 1996), la geometría del agrietamiento de la Mina Merceditas y su estabilidad (Falero, 1996), la acción de la presión minera en las minas de cromo (Mondejar, 1996), la elección del método de arranque a partir de las clasificación geomecánica del macizo (Noa,1996), entre otras investigaciones. (Blanco, 1998. Blanco, 2000. Cartaya, 1997. Cartaya, 1999. Cartaya, 2000. Guillerme, 1998. Mondejar,1998. Mondejar,1999. Mondejar, 2000). El Centro de investigaciones y proyectos Hidráulicos y la Constructora Militar No.2, ambas de Holguín, desarrollaron un importante trabajo ingeniero geológico y geomecánico, en el macizo del Trasvase Este – Oeste, con el auxilio de medios y métodos novedosos, como son el procesamiento de imagen por teledetección, la �geofísica, y el empleo de las clasificaciones geomecánicas de Beniawski, modificada por Federico Torres (1989), Barton y Deere, estas investigaciones constituyen una base importante para la caracterización geomecánica del macizo de esa obra. (Colectivo, 1991. Colectivo, 1992 a. Hidalgo, 1991 a, b. Pérez, 1991 a, b, c) En el trabajo aplicación de nuevas técnicas en el estudio ingeniero geológico de los macizos rocosos del ing. J. M. Alfaro, (2000) se realiza un análisis de los trabajos de campo más importantes, utilizados en la evaluación de macizos rocosos a partir de la utilización de métodos de campo no tradicionales utilizados en nuestro país. En el mismo se hace un análisis y evaluación del agrietamiento del macizo rocoso de varios túneles en las provincias Granma y Santiago de Cuba. Esta investigación es sin dudas un paso importante para efectuar la caracterización geomecánica de los macizos rocosos, pero en nuestra opinión no se logra caracterizar geomecánicamente los mismos. Otros esfuerzos en esta temática, lo constituye la investigación realizada por el Ing. J. L. Peñates, (2000) titulada: caracterización geomecánica de Macizo del Escambray, donde el peso de la investigación lo tienen los criterios geológicos, clasificando las rocas por su génesis, para la determinación de las propiedades físico – mecánicas, como únicos criterios para la caracterización geomecánica del macizo. Esto a nuestro juicio, más bien es una investigación ingeniero geológica, que constituye la base fundamental de la caracterización geomecánica, a la cual no se llega en el trabajo. En nuestro país actualmente la mayoría de las investigaciones geomecánicas tratan como principales aspectos, las condiciones ingeniero geológicas del macizo rocoso y la evaluación de la estabilidad de estos, teniendo en cuenta las Clasificaciones Geomecánicas. En la presente investigación se consideran esos aspectos, pero además se introduce un nuevo enfoque, hasta ahora no tratado en la literatura consultada, que radica en la estimación del modelo geomecánico más representativo de los macizos rocosos a partir de su estudio diferenciado, de acuerdo a su comportamiento mecánico y estructural, principales formas de pérdidas de estabilidad y el mecanismo con que ellas se producen, estado tensional, bloquisidad, entre otros; con el empleo de una metodología integral de investigación. �Metodología de la investigación. La caracterización geomecánica de los macizos rocosos facilita en forma significativa y hace más confiable el pronóstico sobre el comportamiento del macizo rocoso, lo que disminuye la probabilidad de que se produzcan afectaciones de diferentes índoles que puedan atentar tanto la economía como la seguridad de las obras y los trabajadores que se encuentran en ellasPara cumplimentar la tarea planteada se emplea una metodología integral de investigación que consta de trabajos analíticos y experimentales. La metodología que se desarrolla puede ser aplicada en la caracterización geomecánica de macizos rocosos, tanto en obras subterráneas como de superficie. Como tal esta metodología constituye un aporte científico, ya que incluye aspectos novedosos de gran importancia que permiten evaluar y pronosticar el comportamiento del macizo. Los procedimientos empleados en la misma se aplican por primera vez en Cuba y la propuesta supera cualitativa y cuantitativamente otros intentos hechos en diferentes países (López Jimeno, 1998). A continuación se relacionan las etapas de trabajo. (figura 1) Primera etapa: En esta etapa se estableció el área de investigación, que estuvo condicionado por la existencia o no de obras subterráneas y el criterio de implementación de la metodología en macizos de diferente génesis y comportamiento, y en excavaciones de distintas formas y dimensiones en zonas de la región oriental del país. Como objeto de la investigación se definió los macizos rocosos que circundan las obras subterráneas de las Minas Merceditas, Amores y El Cobre, de los trasvases Melones – Sabanilla y Caney – Gilbert, y los túneles populares de los Municipios Moa y Holguín. En esta etapa se realizó la investigación bibliográfica del tema, en la que se analiza el estado actual de la temática en el país y en el resto del mundo. Los trabajos efectuados en nuestro país relacionado con la temática, proporcionan una información importante para caracterizar el objeto de estudio, es decir los macizos rocosos de las obras subterráneas estudiadas. Sobre la base de esta información existente se determinó el conjunto de métodos de investigación a aplicar. �Segunda etapa: Se realiza la parte experimental de la investigación, que permitió obtener los datos necesarios, para realizar la caracterización geomecánica. Incluyó los siguientes aspectos. Primero: Estudio y evaluación de las condiciones ingeniero - geológicas de los macizos rocosos de las obras subterráneas de las Minas Merceditas, Amores y El Cobre, de los trasvases Melones – Sabanilla y Caney – Gilbert, y los túneles populares de los Municipios Moa y Holguín. Segundo: Con el empleo de métodos de laboratorio se realizó en los casos necesarios la determinación complementaria de las propiedades físico – mecánicas de las rocas y su procesamiento estadístico. Tercero: Con el empleo del método geológico se realiza el estudio del agrietamiento de los macizos rocosos, donde se incluyeron todas las superficies de debilitamiento presentes en los mismos, se determinó, la abertura de las grietas, su espaciamiento, rugosidad, alteración, dirección y ángulos de buzamientos y la afluencia de agua, entre otros aspectos. Cuarto: Se determinan las principales formas de pérdidas de estabilidad y el mecanismo con que ellas se manifiestan en los macizos rocosos, así como las causas que las provocan. Quinto: Evaluación de la estabilidad de las rocas por varias metodologías de evaluación de estabilidad de gran actualidad. Este estudio se realizó por tramos ingeniero – geológico de 10 a 15 m, analizando los macizos rocosos de forma diferenciada de acuerdo a su comportamiento y estado. Tercera etapa: De gabinete. En esta etapa se procedió a la interpretación y procesamiento de la información, realizando la evaluación integral y diferenciada de los macizos rocosos, lo que permitió efectuar su caracterización geomecánicas. Sobre la base de lo cual se proponen los modelos geomecánicos más representativos del comportamiento de los macizos rocosos. Cuarta etapa: Se ofrecen criterios geomecánicos – estructurales para el diseño de excavaciones y obras subterráneas. Teniendo como base los resultados obtenidos de la caracterización geomecánica de los macizos rocosos, tales como: Aplicación del método del “Bloque Clave” y del método dado por F. C. Fhillip, para la Valoración de las posibles direcciones de los esfuerzos principales. Estimación de la �resistencia de las rocas, a partir de los criterios dados por Hoek y Brown y se recomiendan los esquemas de interacción macizos – Fortificación. �Definición del objeto y objetivos de trabajo Revisión bibliográfica recopilación y procesamiento de la información Características geológicas, hidrogeológicas, tectónica del macizo Determinación de las propiedades físico mecánicas de las rocas Principales características del agrietamiento Formas de pérdidas de estabilidad Características mecánicas y estructurales Evaluación de la estabilidad de los macizos rocosos Modelo geomecánico del macizo rocoso CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS DE LOS MACIZOS ROCOSOS Criterios geomecánicos estructurales para el diseño de excavaciones y obras subterráneas Determinación de los sectores de formación de bloques y cuñas, donde sea factible aplicar el método del bloque clave Determinación de las posibles direcciones de los esfuerzos principales (σ1, σ2, σ3) en los macizos rocosos FIGURA 1. Metodología de la investigación Estimación de la resistencia de las rocas Esquemas de interacción macizo fortificación �Capítulo II- Estudio ingeniero geológico de los macizos rocosos. La investigación se realizó en los macizos rocosos de las minas Merceditas, Amores y El Cobre, obras subterráneas de los Trasvase Melones – Sabanilla y Caney – Gilbert, teniendo en cuenta que constituyen obras subterráneas de gran importancia en la región, tanto desde el punto de vista económico, social, como constructivo. Se tuvo en consideración además que estas obras subterráneas varían desde pequeña, hasta gran sección y se encuentran en zonas de diferentes complejidades tectónicas. Este capítulo se efectúa el estudio y valoración general de las principales características ingeniero geológicas de los macizos rocosos donde se encuentran enclavadas las obras de estudio; que incluye un breve análisis de las particularidades geológicas, hidrogeológicas y tectónicas del macizo rocosos, se determinan las principales formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan en los mismos, se ofrecen las principales propiedades físico – mecánicas de las rocas; se realiza además el estudio de las principales características del agrietamiento y la valoración de la estabilidad de los macizos rocosos por las metodologías de Deere (1963), Barton (1974) y Beniawski. (1979). Debe señalarse que este estudio se realizó por tramos ingeniero – geológicos de 10 a 15 m de longitud. Características geológicas e hidrogeológicas del macizo rocoso de las obras subterráneas estudiadas. Mina El Cobre. La Mina El Cobre se encuentra ubicada al oeste del municipio de Santiago de Cuba a una distancia de 13 km de la Ciudad de Santiago de Cuba, está constituida por tres sectores diferentes: Mina Grande, Gitanilla y Mina Blanca. Las litologías más comunes en las excavaciones estudiadas son las tobas de composición andesíticas y andesíto - dacíticas, tobas brechosas y diques de porfiritas. En el yacimiento existen una gran cantidad de excavaciones y labores antiguas cuya ubicación no esta determinada, lo que hace que las condiciones hidrogeológicas sean complejas. A continuación en la figura 2, se muestra un esquema ingeniero geológico de la galería principal de la mina el cobre, reducido del plano original a escala 1:500. Para las demás obras estudiadas se muestran en el anexo 1, Tabla 1. �v v v v v r r r - Tobas - Fallas - Límite de la zona de influencia de las fallas - Porfiritas - Galería - pozo vertical Figura 2. Esquema ingeniero geológico de la galería principal de la mina El Cobre. Vista en planta. Trasvase Caney - Gilbert La región se encuentra a unos tres km al Sur del poblado Ramón de Guaninao, y a tres km al Noroeste de la presa Gilbert y el poblado Dos Palmas. Al Noroeste de la región corre el río Caney, y al Sur el río Cauto, también a unos tres km. Al Este corre el arroyo Valdés. La región se enmarca dentro de las estribaciones septentrionales de la Sierra Maestra Occidental específicamente en la región III Frente - El Cobre Boniato, En las excavaciones estudiadas las litologías presentes son: Las Tobas de diferentes granulometrías de coloración muy variada, desde el gris, gris verdoso, gris azul, pardo, pardo grisáceo, gris amarillento, etc. fundamentalmente estratificadas en capas de 5-10 m. Los Aglomerados, predominando los colores gris parduzco carmelita a gris verdoso, aparecen dos tipos fundamentales, los aglomerados de granos finos, con tamaño de 2 – 5 cm que se encuentran generalmente en capas gruesas de hasta 1,5 m, afectado en diferentes grados por la meteorización, la matriz es tobacea; y los aglomerados de grano grueso, posee las mismas características que el anterior solo que los fragmentos son de mayor tamaño (mayor de 5 cm). La matriz por lo general es tobacea también, Las aguas superficiales en el área de investigación son realmente muy escasas y sólo tienen pequeño significado las drenadas por el arrollo Grande, estas aguas son las que alimentan el manto freático. Las aguas subterráneas se encuentran asociadas con las grietas de las tobas y los aglomerados, según la observación visual se pueden caracterizar por un bajo caudal, pudiéndose encontrar valores altos solo en las zonas muy agrietadas y tectonizadas �Minas Merceditas La Mina Merceditas, que explota un yacimiento de cromo por el método de cámaras y pilares, se encuentra a 38 km del poblado de Moa. Los cuerpos cromíticos de este yacimiento se relacionan especialmente a las rocas duníticas y dunito instatíticas y hasta con algunas variedades de gabroides. Los cuerpos minerales tienen formas de lentes y yacen en su mayoría de forma concordante con las rocas de caja. A través de la columna litológica (Colectivo, 1996. Proenza, 1997. Iturralde – Vinent, 1996) se puede conocer de forma general los tipos de rocas de la asociación estudiada, pero particularmente en las excavaciones de estudio encontramos: dunitas de color gris parduzco, peridotitas compactas, de color gris verdoso, peridotitas serpentinizadas de color verde grisáceo, compactas, con abundante serpentinización, gabros de color blanco – crema, que aparecen en diques y cromitas compactas con brillo metálico. La zona posee una red hidrográfica bien desarrollada donde los afluentes principales del río yaguarí nunca se secan como por ejemplo el río Piloto, Jaragua (atraviesa la zona de los trabajos); Yarey y Ricto. Mina Amores. El área de estudio de la mina de cromo Amores, se encuentra en el municipio Baracoa a seis kilómetros del litoral del Océano Atlántico en el curso superior del río Báez y a 50 km de la planta de beneficio de Punta Gorda, municipio Moa. Las litologías principales, que se encuentran en la zona de estudio, que comprende el socavón principal y galerías adyacentes, así como la única cámara existente son: dunitas, formando una camisa alrededor del los cuerpos cromíticos, peridotitas, peridotitas serpentinizadas y la cromita, que presentan características físicas muy similares alas presentes en la mina Merceditas. Trasvase Este – Oeste Melones –Sabanilla. El trasvase Melones – Sabanilla se encuentra ubicado en la Sierra de Nipe – Cristal, desde el río Mayarí hasta le Presa Sabanilla. Situada al oeste del Central azucarero Loynaz Hechavarría, en toda la porción del borde norte del municipio Mayarí, de la provincia Holguín. Las obras subterráneas estudiadas del Trasvase Este Oeste Melones – Sananilla son los siguientes túneles: Túnel Seboruquito – Esperanza, Túnel Esperanza – En �medio, Túnel Enmedio – Guayabo, Túnel Guayabo – Pontezuelo, Túnel Guaro – Manacal, Túnel Melones – Levisa, Túnel Yagrumal – Guaro. Las litologías presentes en estos túneles son las siguientes. Túnel Seboruquito – Esperanza: Litologías presentes: Serpentinitas de textura brechosa y brechas tectónicas con clastos de serpentinitas y a veces gabrodiabasas bien cementadas. Conglomerado brecha sedimentario con clastos de caliza, gabrodiabasas y serpentina con cemento calcáreo. Serpentinitas de harzburgitas, lixiviadas, argilitizadas, ocretizadas. Calizas de color blanco crema, blanco lechoso, organodetríticas, carsificadas y microcristalinas aporcelanadas, que varía desde muy meteorizadas a frescas o poco meteorizadas. Gabrodiabasas duras, agrietadas de color gris a negruzco en forma de diques y fragmentos de diques. Esperanza - Enmedio: litologías presente: Conglomerado brecha. Brecha de serpentinita meteorizada. Serpentinita. Gabrodiabasas. Túnel Enmedio – Guayabo: Litologías presente: Calizas de color blanco cremoso, carsificadas. Conglomerado – brecha sedimentario con clastos de serpentinitas, caliza, gabrodiabasas y cemento carbonatado. Serpentinitas de textura brechosa y brechas tectónicas con clastos de serpentinitas y a veces gabrodiabasas. Serpentinitas de harzburgitas, en ocasiones lixiviadas, agrietadas, de diferentes grados de dureza. Grabrodiabasas en forma de diques. Túnel Guayabo – Pontezuelo: En este macizo encontramos las siguientes litologías: Brechas de serpentinitas meteorizadas. Brechas de serpentinas sanas o poco meteorizadas. meteorizadas. Serpentinitas meteorizadas. Gabrodiabasas. Serpentinitas Conglomerado sanas polimíctico o poco meteorizado. Conglomerado polimíctico sano o poco meteorizado. Túnel Guaro – Manacal: Litologías presentes. Serpentinitas alteradas. Serpentinitas conservadas. Peridotitas conservadas. Túnel Melones – Levisa: El corte litológico es bastante simple y está compuesto en su totalidad por las rocas del complejo ultramáfico, representado por serpentinitas y gabrodiabasas. Las serpentinitas presentes van desde el color verde claro al verde oscuro casi negro. Primeramente se encuentran las serpentinitas lixiviadas de color verde claro, se encuentran en la superficie y hasta profundidades de 14,5 m, debajo aparecen las serpentinitas masivas de color verde oscuro. �Túnel Yagrumal – Guaro.: El macizo está compuesto por las siguientes secuencias de rocas: Calizas arcillosas (formación Bitirí), que se encuentran meteorizadas en dependencia del grado de meteorización e inalteradas o sanas. Calizas masivas fosilíferas, carsificadas (formación Camazán): que varían desde Muy meteorizadas. Medianamente meteorizadas hasta encontrar roca inalterada o sana, Aleurolitas calcáreas: medianamente meteorizadas y fresca. Brechas calcáreas Gabrodiabasas: Poco meteorizadas y frescas. Propiedades físico mecánicas de las rocas. Las propiedades físico mecánicas de las rocas de la Mina subterráneas El cobre fueron determinadas en el centro de Investigaciones para la industria minero metalúrgica de La Habana (CIPIMM), en los laboratorios de la Universidad de Oriente, y en los laboratorios de mecánica de las rocas del ISMMM. Para el complejo Minero El Cobre, se trabajó con un volumen de más de 2700 datos en total. Las propiedades físico – mecánicas de las rocas de las minas de cromo Merceditas, Amores y túneles populares del municipio Moa, fueron determinadas en los Laboratorios de Mecánica de Rocas del Departamento de Minería del ISMMM, con un volumen alrededor de los 1300 datos. En las obras estudiadas de los Trasvase Este – oeste Melones - Sabanilla y Caney Gilbert fueron determinadas en los Laboratorios del Centro de Investigaciones y Proyectos Hidráulicos de Holguín del INRH y en los laboratorios de mecánica de las rocas del ISMMM con el empleo de más de 6000 datos para el análisis de las propiedades del Trasvase Este – oeste Melones – Sabanilla y 1600 para el Caney - Gilbert. Las propiedades de los túneles del municipio Holguín fueron determinadas en los laboratorios de la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA-MICONS) y en los laboratorios antes mencionados del INRH. Los métodos usados para la determinación de las propiedades físico - mecánicas de las rocas fueron los convencionales. tales como: Peso específico (G): Para su determinación se usó en todos los casos el Método Picnométrico. Peso volumétrico ( γ v ): El ensayo se realizó siempre por el Método de la Pesada Hidrostática: Humedad (W): Se determina por la diferencia de pesos entre la muestra en condiciones naturales y la muestra seca. �Porosidad ( η ): En función de los pesos específicos y volumétricos, En los ensayos en ocasiones se determinó la porosidad abierta de las rocas, para lo cual habitualmente se empleó el Método de Saturación: Resistencia a la compresión(σc): Generalmente, se determinó para un estado uniaxial, o sea, sometiendo las muestras de rocas a cargas uniaxiales, empleando muestras regulares. En ocasiones la resistencia a compresión se determinó también usando muestras irregulares. Resistencia a la tracción (σt): Es uno de los índices principales utilizados en la evaluación de la resistencia de las rocas. Este índice se determinó con el empleo del Método Braziliano. Modulo de elasticidad (E): en algunos casos se determinó en el CIPIMM y otros en los laboratorios del ISMMM y del INRH de Holguín, utilizando el método que se basa en la medición de las deformaciones con indicadores de tipo reloj o con el empleo del método dinámico. En el macizo del Trasvase Este – Oeste Melones Sabanilla se empleo en algunos túneles, además de los métodos anteriormente señalados, métodos geofísicos, tales como: sísmica y Sondeo Eléctrico Vertical. Características mecánico – estructurales del macizo rocoso en las obras subterráneas estudiadas. Para la evaluación y determinación de las características estructurales de los macizos rocosos de las obras estudiadas se efectuó el análisis de la tectónica, el estudio y evaluación integral del agrietamiento y de las principales formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan en los mismos. Se prestó especial atención a aquellos tramos de excavación inestables, afectados por el agua, el intenso agrietamiento u otros factores. De forma resumida se pueden plantear para las obras estudiadas las siguientes características. Mina El Cobre La zona esta afectada por sistemas de fallas divididas de acuerdo al rumbo de las mismas: sistemas de fallas sublatitudinales, sistemas de fallas noreste o transversal. Al primer sistema de fallas, pertenecen las más antiguas entre ellas: La falla el Cobre, la misma presenta un buzamiento abrupto aproximadamente de 85º, con inclinación al sur. En el sector Gitanilla a lo largo de esta falla, se desarrolla una zona de trituración. Las rocas vulcanógenas que afloran en la superficie presentan �fuertes alteraciones, están muy trituras y oxidadas. Al oeste, la zona de falla El Cobre intercepta otro sistema de fallas submeridionales que tienen un orden secundario. El sistema de fallas noreste o transversales están muy bien localizadas al este del sector Gitanilla que afecta la estructura de los cuerpo minerales. Durante los recorridos realizados en las excavaciones se observaron irregularidades en el contorno de estas, dado por un alto coeficiente de sobre excavación según las dimensiones de diseño, debido a los trabajos de perforación y explosivos y producto al agrietamiento del macizo. También, se aprecian zonas de fallas rellenas de material caolinizado y arcilla que han originado desprendimientos de fragmentos de rocas produciéndose, en estos sectores un gran sobreexcavación, como es el caso de la galería principal y las del nivel + 15, las que para su sostenimiento se encuentran fortificados actualmente. De las mediciones realizadas en el macizo rocoso de esta Mina se obtuvo que las grietas se agrupan fundamentalmente en dos a tres sistemas, mayormente rellenas de material milonítico, arcilloso, entre otros. Ligeramente onduladas y rugosas, predominando aberturas menores de 1 mm, son por lo general continuas, con paredes sanas, poca afluencia de agua, con un espaciamiento promedio de 0,2 – 0,6 m. Esto se comprobó al observar los histogramas de distribución porcentual de las características de las grietas, que fueron confeccionados para todos tipos de rocas de las obras subterráneas estudiadas y a partir de ellos se determinaron las características predominantes en las grietas. Se realizaron, como promedio, de 500 a 1000 mediciones de los elementos de yacencia de las rocas en las paredes de las excavaciones. Los valores promedios, obtenidos del procesamiento estadístico de estos datos, se representaron, con la ayuda del programa profesional DIP, de procedencia española (1999). A continuación en la figura 3, se muestra el diagrama de círculos máximos, de las rocas de la mina El Cobre, para las demás excavaciones se muestran en el anexo 3, figuras de la 1 a la 15, de la memoria del trabajo. �E QU A L A N GL E L O W E R H E M IS P H E R E M in a E l C o b r e N M A JO R PO L RA IE N N TEA S T IO N S 3m # 1m D IP /D IR . 1 m 58/113 2m W E 2 m 21/164 3 m 51/187 1m 3m 2m S 900 900 D i r e c c io n e s p r in c ip a l e s d e l a g r ie ta m iento P o le s P lo tte d D a ta E n tr ie s Figura. 3. Direcciones principales del agrietamiento en el macizo rocoso de la mina El Cobre Trasvase Caney - Gilbert El área tiene un alto grado de complejidad y actividad tectónica, al estar comprendida dentro del megabloque Sierra Maestra. Las fallas se caracterizan por un incremento del agrietamiento y el deterioro de las propiedades físico mecánicas en su zona de influencia, en muchos de los casos sirven de vía de conducción del agua al interior de las obras. Respecto a las características de las grietas se aprecia que en los aglomerados predominan las grietas onduladas – rugosas, con ligera alteración, con un espaciamiento promedio entre grietas de 0,2 a 0,6 m, generalmente abiertas, mientras que en las tobas predominan las grietas onduladas – lisas, con ligera alteración y en ocasiones con alteración arcillosa. La afluencia de agua varía de media con lavado de algunas grietas a afluencia importante por grietas limpias. En el macizo existen tres sistemas principales de grietas (sistema I: 10º/15º, sistema II: 75º/180º, sistema II: 52º/260º). Las Principales formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan en los macizos rocosos de las obras estudiadas de este Trasvase, son esencialmente los desprendimientos y los posibles deslizamientos de estratos. Éstos se producen en los tramos de tobas que forman estratos finos, debido a su yacencia casi horizontal y al efecto provocado por las grietas, éstas se desprenden con facilidad. La presencia de zonas de goteo intenso, es otro factor que influye significativamente en las inestabilidades de macizo, fundamentalmente en las tobas, que pierden con facilidad su capacidad portadora en presencia de agua, el agua actúa además, como material lubricante en los planos de grietas y fallas, provocando desprendimientos de techo y hastiales y origina la sobreexcavación de la obra subterránea, la realización de �voladuras con explosivos ha afectado las zonas de estratificación fina y de alto coeficiente de agrietamiento. Mina Merceditas. El macizo rocoso en la mina Merceditas, se encuentra en bloques agrietados. Los tramos más débiles de la mina se corresponden con la presencia de dunita, que a pesar de ser una roca resistente y dura se encuentra muy agrietada. Se observó la presencia media de agua por las grietas, haciéndose más intensa en los períodos de lluvias. Las zonas de mayor estabilidad se corresponden con la presencia de peridotitas. Se pudo comprobar que el macizo presenta un alto grado de fracturación, destacándose la existencia de grietas prácticamente en todas las direcciones, no obstante se definen tres sistemas principales (sistema I: 32º/202º, sistema II: 55º/38º, sistema III: 85º/302º), lo que provoca la formación de bloques en ángulos de varios tamaños. Las grietas presentes en las peridotitas alteradas aparecen con ligera alteración, y con paredes sanas en las cromitas, dunitas, peridotitas, peridotitas serpentinizadas y gabros. Con superficies onduladas – lisas en las peridotitas, peridotitas alteradas y gabros; y planas – rugosas en las peridotitas serpentinizadas, dunitas y cromitas. El espaciamiento promedio entre grietas en las peridotitas es de 0,6 – 2 m y en las peridotitas serpentinizadas, peridotitas alteradas, cromitas, dunitas y gabros de 0,2 – 0,6 m. Las principales formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan en el macizo de la mina Merceditas son los desprendimientos y derrumbes, ocasionados principalmente por el estado tensional generado por el peso del cuerpo mineral en las galerías que poseen poca potencia de rocas respecto a este, por la pérdida de estabilidad de pilares, por el contacto tectónico y muy alterado entre litologías y por el efecto causado por las voladuras. Mina Amores En el yacimiento Amores es notable el alto grado de deformación tectónica, existiendo un claro predominio de los contactos tectónicos entre las diferentes litologías. Los cuerpos minerales y su roca encajante se encuentran muy agrietados. En el macizo existen generalmente de dos a tres sistemas de grietas (sistema I: 68º/296º, sistema II: 40º/233º, sistema III: 74º/329º), con espejos de falla algunas y con relleno menor de 5 mm otras, las grietas en las peridotitas y dunitas son �onduladas - lisas, con un espaciamiento promedio de 0,6 a 2 m, con ligera alteración en las peridotitas; y alteración arcillosa en las dunitas. En las cromitas aparecen como promedio las grietas onduladas – rugosas, con ligera alteración y espaciamiento promedio de 0,2 – 0,6 m. Las principales formas de pérdidas de estabilidad que existen en el macizo son desprendimientos aislados de pedazos rocas en los sectores de alto agrietamiento y formación de cuñas, así como en aquellos sectores donde la dunita forma estratos de poca potencia. Trasvase Este – Oeste Melones – Sabanilla. Túnel Seboruquito – Esperanza. En el macizo se presentan tres sistemas de grietas principales (sistema I: 85º/121º, sistema II: 45º/320º, 25º/26º). Por sus condiciones predominan en primer lugar las grietas onduladas – rugosas, en segundo lugar las planas - lisas y en tercer lugar las planas – rugosas. Las grietas se encuentran abiertas, rellenas con carbonato de calcio, con abertura de 2 – 5 mm. En las zonas de fallas las rocas forman una red irregular debido a su alto grado de agrietamiento. La acción del intemperismo se observa a profundidades de hasta los 60 – 70 m a partir de la superficie. De aquí en adelante generalmente la roca se encuentra poco alterada y los valores de las propiedades físico – mecánicas son superiores. La principal forma de pérdida de estabilidad que se observa son los desprendimientos, que se aprecian, además, en casi toda el área, fundamentalmente en las cotas más bajas y hacia la parte oeste a partir de los 300 m de la entrada del túnel, el agrietamiento del macizo es el principal factor que provoca desprendimientos. Túnel Esperanza – Enmedio. El macizo se encuentra agrietado en todas las direcciones pero existen cuatro sistemas principales (Sistema I: 75º/132º, sistema II: 45º/140º, sistema III: 40º/25º, sistema IV: 29º/240º). La mayoría de las grietas en todo el macizo son abiertas, con una abertura entre 1-5 mm, rellenas fundamentalmente con carbonato de calcio. En las partes más meteorizadas predominan las grietas con iguales aberturas pero vacías, esto se debe a la alteración y posterior lixiviación del material de relleno. el espaciamiento entre grietas varía de 0,06 – 0,3 m, con un promedio de 0,20 m. En segundo lugar predominan las mayores de 0,06 m para los sectores más alterados, ya que las rocas se encuentran muy fracturadas o trituradas. De acuerdo a las condiciones de las grietas, predominan las onduladas – rugosas y en segundo lugar las planas – rugosas. Esto no es válido para las gabrodiabasas, donde predominan �las planas - lisas y en segundo lugar las planas – rugosas. La alteración más frecuente en las paredes es la presencia de óxido y manchas, que indican la circulación de agua entre las mismas, pero no ha llegado a alterar la roca significativamente. Los desprendimientos son escasos ocasionados fundamentalmente por el intenso agrietamiento, que provoca la fracturación de estas rocas en bloques. Túnel Enmedio - Guayabo. El macizo en esta área se encuentra agrietado en todas las direcciones. Pero existen tres sistemas de grietas fundamentales (sistema I: 40º/50º, sistema II: 60º/258º, sistema III: 80º/260º). En todo el macizo las grietas son medio abiertas y su abertura oscila entre 1-5 mm. La distancia entre grietas oscila entre 0,06-0,3 m, exceptuando las zonas más meteorizadas y alteradas por las fallas, donde la distancia entre grietas predominantes es menor de 0,06 m, en esta zona la roca se obtiene en fragmentos y completamente triturada. Existen además grietas lisas con espejos de fricción, las que ocasionan pérdidas de estabilidad de las rocas de la excavación, el mayor porcentaje se observa en las serpentinitas. En las calizas predominan las grietas con ligera alteración y en segundo lugar las sanas y limpias. En las serpentinitas las paredes de las grietas son alteradas. Según las condiciones de las grietas en el macizo predominan las onduladas – rugosas, en segundo lugar las planas – rugosas y en tercer lugar las planas – lisas. No siendo así para las gabrodiabasas, en las que aparecen con la misma frecuencia las onduladas rugosas y las planas - lisas y en tercer lugar las planas - rugosas. Las rocas frescas aparecen a profundidades de 50 – 60 m. Los desprendimientos son provocados por el intenso agrietamiento, que es la principal pérdida de estabilidad que se manifiesta. Túnel Guayabo – Pontezuelo. El macizo está agrietado en todas las direcciones, con cuatro sistemas principales, (sistema I: 39º/150º, sistema II: 79º/64º, sistema III: 41º/83º, sistema IV: 64º/111º) las mismas se encuentran medio abiertas y su abertura oscila entre 1 y 5 mm, rellenas generalmente de material serpentinítico de alteración y carbonato de calcio, la distancia entre grietas promedio es de 0,06 m y en segundo lugar varía de 0,06 – 0,3 m. Según las condiciones de fracturación, en las brechas predominan las onduladas – rugosas, en las serpentinitas las planas – lisas y en los gabros las planas – rugosas. Es necesario destacar la existencia de grietas lisas con espejos de fricción, �la mayoría de ellas se observan en las serpentinitas. En el macizo en general predominan las grietas con paredes ligeramente alteradas (oxidadas y manchadas). Existen algunos desprendimientos asociados al intenso agrietamiento. Las serpentinitas están meteorizadas en diferentes grados según su profundidad, observándose procesos de lixiviación, carbonatización, ocretización, etcétera. Los gabros están menos afectados debido a su gran dureza, solo aparecen agrietados y en pocas ocasiones debilitados. Túnel Guaro – Manacal. El macizo se encuentra muy agrietado, las direcciones promedios de las grietas son: sistema I: 54º/274º, sistema II: 6º/84º, sistema III:85º/233º, sistema IV: 52º/126º, sistema V: 64º/72º. Lo que nos indica que este agrietamiento está asociado a las fallas detectadas en el área que presentan aproximadamente estas mismas direcciones. Las grietas en las serpentinitas alteradas se encuentran mayormente rellenas de material carbonatado, aunque se puede encontrar material arcilloso y en ocasiones vacías, la abertura predominante es menor de 1 mm, y el espaciamiento promedio es de 0,06 a 0,3 m, con paredes planas – rugosas, que varían de ligeramente alteradas a alteradas. En las serpentinitas pardo verdosas y en las peridotitas conservadas, predominan las grietas onduladas – rugosas, generalmente son sanas o limpias, si aparece relleno es de material calcáreo principalmente la distancia promedio entre grietas varía de 0,30 – 1m y una abertura de 1 – 5 mm, como promedio. La meteorización es el principal fenómeno físico – geológico que afecta la parte superior del macizo destruyendo las rocas hasta el grado de eluvio y roca muy alterada. Este fenómeno no tendrá mucha importancia en la obra ya que como se plantea anteriormente su mayor afectación es en la parte superior de las elevaciones, solo se corta estas capas alteradas en la entrada de la obra. Túnel Melones – Levisa. El macizo está agrietado en todas las direcciones, Existen cuatro familias de grietas fundamentales ( sistema I: 72º/64º, sistema II: 52º/126º, sistema III: 82º/6º, sistema IV: 54º/274º). En el macizo en general las distancias entre grietas oscilan de 0,06 – 0,3 m, fundamentalmente, en segundo lugar predominan las menores de 0,06 m. En las zonas más meteorizadas y en zonas alteradas por las fallas, la distancia entre grietas predominantes es menor de 0,06 m. Las condiciones de las grietas van desde onduladas – rugosas a planas – rugosas en los afloramientos, así como en subterráneo. Las grietas son medio abiertas y su abertura oscila entre 1 – 5 mm, el �relleno predominante es serpentinítico. Las paredes de las grietas poseen ligera alteración. Las serpentinitas presentan mayor grado de meteorización debido a que los minerales que la componen son inestables en las condiciones ambientales, está presente la lixiviación, ocretización, talquitización. Las gabrodiabasas son menos meteorizadas por su fortaleza Túnel Yagrumal – Guaro El tramo se encuentra altamente tectonizado, este tectonismo se asocia fundamentalmente al cuerpo intrusivo de gabrodiabasas. El macizo de roca carbonatada tiene forma tabular en su primera parte formación Bitirí y masivo en la segunda formación Camazán. El macizo de gabrodiabasas, es masivo, formado por un conjunto de diques paralelos. Las rocas más difundidas son las calizas y las gabrodiabasas. De acuerdo a la abertura las grietas se clasifican como medio abiertas (1 – 5 mm), con excepción de las calizas, donde predominan las grietas con abertura mayor de 10 mm. El relleno de las grietas se diferencia ampliamente de acuerdo al tipo de roca, en las calizas arcillosas de la formación Bitirí, predomina el cemento carbonatado, generalmente con ligeras alteraciones. En las aleurolitas calcáreas predomina el arenoso carbonatado al igual que en las calizas detríticas y organodetríticas de la Formación. Camazán, en el macizo de gabrodiabasas la mayoría de las grietas tienen cemento carbonatado, y en segundo lugar aparecen las grietas vacías. No obstante debemos señalar que el mayor porcentaje de las grietas vacías aparece en la superficie, predominando en profundidad las rellenas de carbonato y oxido de silicio. La distancia entre grietas predominantes es de 0,06 – 0,3 m en las gabrodiabasas y de 0,10 m en las calizas Bitirí y aleurolitas estratificadas. En las calizas Camazán el promedio es de 0,20 m, y en las brechas de calizas y gabros, la distancia varía entre 0,3 – 1m. En cuanto a condiciones de las fracturas, predominan las planas – rugosas, en la calizas arcillosas Bitirí, aleurolitas calcáreas y gabrodiabasas. Mientras que en las calizas Camazán, y brechas de calizas y gabro predominan las onduladas – rugosas. Las alteraciones en las paredes son en su mayoría ligeras (manchas de oxido, señales de meteorización débil), excepto en las aleurolitas calcáreas, en las que predominan las paredes sanas o limpias. En las calizas de la Formación Bitirí, predominan tres sistemas de grietas (sistema I: 5º/23º, sistema II: 15º/159º, sistema III: 19º/190º), En las calizas de Formación Camazán, existen también, tres sistemas principales (sistema I: 0º/82º, sistema II: �50º/30º, sistema III: 29º/80º), incluyendo la estratificación. En el macizo de gabrodiabasas existen cuatro familias de grietas principales (sistema I: 47º/35º, sistema II: 5º/67º, sistema III: 61º/215º, sistema IV: 65º/316º), las aleurolitas calcáreas se diferencian de las calizas arcillosas por su composición, pero su orientación es similar a la de estas. La meteorización afecta todas las litologías, fundamentalmente en superficie. No obstante en la profundidad a lo largo del trazado se observan sus manifestaciones en mayor o menor grado, de acuerdo a la litología, condicionado fundamentalmente por el alto grado de tectonismo de la zona. La mayor potencia de las rocas meteorizadas la poseen las gabrodiabasas, en las que aparecen espesores de hasta 30 o 40 m. No obstante la meteorización en estas rocas se manifiesta fundamentalmente a través de las grietas, en la superficie los bloques se conservan bastante frescos, compactos y resistentes al golpe del martillo en casi toda su potencia. Incluso en las zonas más intemperizadas hasta el grado de eluvio, aparecen bloques de rocas bien conservados. El carso aparece fundamentalmente en las calizas de la formación Bitirí en forma de oquedades de 3 y 5 cm de diámetro aproximadamente. El tramo se encuentra altamente tectonizado, este tectonismo se asocia fundamentalmente al cuerpo intrusivo de gabrodiabasas, donde se desarrollan los principales desprendimientos. Evaluación de la estabilidad de las rocas. La evaluación de la estabilidad de las rocas de los macizos estudiados fue realizada por varios criterios tales como: - Criterio de evaluación de la estabilidad de Deere (1963), (RQD – Rock Quality Designation). (Blanco, 1998. González de Vallejo, 1998. Colectivo, 1998. Moreno,1998, PalmstrΦm, 1998). - Criterio de evaluación de la estabilidad de Wikham, Tiedeman y Skinner (1972) del U. S. Bureau of Mines de Norteamérica . (RSR – Rock Structure Rating). (Colectivo, 1998. Moreno, 1998). - Criterio de evaluación de la estabilidad de Barton (1974) (Q – Quality index). (Blanco, 1998. González de Vallejo, 1998. Colectivo, 1998. Moreno,1998) . - Criterio de evaluación de la estabilidad de Beniawski (1979), (RMR – Rock Mass Rating). (Blanco, Moreno,1998) . 1998. González de Vallejo, 1998. Colectivo, 1998. �- Criterio de evaluación de la estabilidad Bulichev (1975) (S).(Blanco, 1998. Martínez, 2000). Después de realizar un análisis de los resultados obtenidos por estos criterios, y teniendo en cuenta la calidad real de estos macizos, derivada de la observación visual, y analizando cada parámetro evaluado, se propone que los criterios de Deere, Barton y Beniawski, son los que más se adecuan a las condiciones reales de las obras estudiadas. De aproximadamente 940 tramos ingeniero geológicos de excavación evaluados, por las cinco metodologías anteriormente señaladas, el 86,7% de los resultados obtenidos por estos tres criterios se corresponde con las condiciones reales observadas en los macizos; de estas tres metodologías, la que mejor resultado arrojó, fue la metodología de Bieniawski; aspecto este que se corrobora, al analizar los parámetros que más inciden en los resultados obtenidos por estas metodologías. Al considerar la metodología de Deere, (empleando la expresión de PalsmtrΦm, 1974) esta expresa que el número de fracturas por metro cúbico es el factor que define la calidad de las rocas. En la metodología de Barton, (en la que intervienen otros parámetros), el tamaño del bloque ( RQD ) es el que más influye en los Jn resultados obtenidos. Estos aspectos inciden sin lugar a dudas en la calidad de las rocas, pero la práctica ha demostrado, que existen otros parámetros que de igual forma influyen significativamente sobre la calidad y estabilidad de los macizos rocosos, como por ejemplo, la resistencia de la roca, el estado de las grietas, la dirección de la excavación respecto al agrietamiento; la afluencia de agua, entre otros que son muy representativos en los macizos estudiados. La metodología de Bieniawski, evalúa todos estos parámetros, de forma integral, lo que fundamenta los resultados alcanzados con su empleo. Como se ha dicho anteriormente la evaluación de las rocas se efectuó por sectores de excavación, entre los que se encontraron aquellos influenciados por las fallas, por el intenso agrietamiento, por la afluencia de agua, por las características específicas de método de explotación (minas) así como para los sectores más sanos y secos. Al analizar los resultados llegamos a la conclusión de que los tramos altamente agrietados, en zona de fallas, etcétera, se comportaban, como promedio, similar a los tramos afectados por la afluencia de agua; es por esta razón que en las tablas de evaluación de estabilidad se muestran los resultados promedios para las rocas en �estado seco y saturado. Estos resultados muestran que la calidad de los macizos rocosos de las obras de estudio varían considerablemente, pudiendo encontrarse en una misma obra, rocas desde muy buenas hasta extremadamente malas, influyendo en esto el estado de los mismos, es por ello la significativa importancia de estudiarlos y tratarlos de forma diferenciada. En la tabla 1, que aparece a continuación se muestran los valores promedios de los resultados obtenidos con el empleo de la metodología de Bieniawski, para las litologías más características de los macizos rocosos de las obras de estudio. Igualmente se realizó, por la metodología Barton para todas las litologías estudiadas y por la metodología de Bieniawski para las restantes. �Tabla No. 1. Valores promedios de la clasificación de los macizo rocoso más representativos de las obras estudiadas con el empleo del criterio de Beniawski 1979 Valor del Efecto de la RMR Valor Espacio Condiciones RQD túnel agua orientación Obras Rocas según entre de las Ajuste RMR por Clase Clasificación para (%) subterránea de las Rc fómula* fracturas fracturas el fracturas RQD Tobas andesíticas de color girs 90,99 7 17 10 20 15 Favorable -2 60 67 II Buena Mina El verdoso de Cobre granos medios Porfiritas 92,5 4 20 10 20 15 Favorable -2 60 67 II Buena Tobas estratificadas agrietadas Muy 54,51 4 13 8 5 7 -12 39 25 IV Mala formando desfavorable bandas inestables Aglomerado Trasvase de grano 90,25 4 20 10 10 10 Favorable -2 64 52 III Media Caney grueso Gilbert Aglomerado de grano fino a medio de color pardo 89,15 7 17 10 20 15 Favorable -2 67 67 II Buena verdoso de aspecto masivo Mina Dunitas 90,77 7 20 10 20 7 Regular -5 62 58 III Media �Merceditas Peridotita alterada 78,93 4 13 10 10 7 Regular -5 39 45 IV Mala Mia Amores Cromita 92,00 7 20 10 15 15 Regular -5 62 60 II Buena �Calizas Trasvase este oeste agrietada en Melones - zona de falla Sabanilla Conglomerado brecha en zona de predominio de gabro en estado saturado Serpentinita brechosa en estado seco Serpentinita brechosa en estado saturado Brecha de serpentinita meteorizada en estado saturado Gabrodiabasa en estado seco Gabrodiabasa en estado saturado Calizas estratificadas Fm. Bitirí en estado saturado 10,00 2 3 8 10 10 Favorable -2 31 30 IV Mala 18,00 2 3 8 20 15 Favorable -2 46 42 III Media 92,00 4 20 10 20 15 Favorable -2 67 60 II Buena 92,00 7 20 8 20 15 Favorable -2 68 57 II Buena 33,00 2 8 8 20 4 Favorable -2 40 38 IV Mala 60,00 7 13 10 20 10 Favorable -2 58 59 III Media 52,00 4 13 10 20 7 Favorable -2 52 54 III Media 40,00 2 8 10 20 7 Desfavorable -10 37 40 IV Mala �Calizas masivas Fm. Camazán, 36,00 en estado saturado Aleurolitas calcareas en 30,00 estado saturado Brechas calcareas en 10,00 estado saturado 2 8 10 25 4 1 8 5 10 7 2 3 5 10 4 Regular -5,00 44 41 III Media Desfavorable -10,00 21 25 IV Mala 19 17 V Muy mala Regular -5,00 �Capítulo III - Caracterización geomecánica de los macizos rocosos en las obras estudiadas La cuantificación de los parámetros de resistencia y deformacionales, que gobiernan el comportamiento tenso – deformacional de cualquier excavación, es uno de los principales problemas que enfrenta la mecánica de rocas, el modelo geomecánico del macizo, constituye, una herramienta para estimar este comportamiento, sobre la base de que el mismo, parte de los aspectos netamente geológicos, incorporando todos los parámetros físicos, resistentes y deformacionales del macizo rocoso involucrado. Cuanto más parámetros se logren incorporar, más representativo será el modelo geomecánico, del comportamiento real del macizo. Es conveniente aclarar que el modelo geomecánico no es una propiedad del macizo rocoso como tal, sino una representación de su estado y comportamiento en un momento dado. Que facilita el estudio del macizo para determinadas condiciones. A partir del análisis de las propiedades ingeniero geológicas y de las características mecánico – estructurales del macizo; teniendo en cuenta las características e intensidad de agrietamiento, el grado de bloquisidad del macizo, las formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan y el mecanismo con que se producen; el comportamiento, estado actual y grado de deterioro del macizo o sectores de él, se puede estimar cueles son los modelos geomecánicos más representativos en los macizos rocosos estudiados. En la tabla 2 ( que aparece al final del documento) se resumen los resultados obtenidos para las litologías más representativas de los macizos rocosos en las obras subterráneas estudiadas. De igual forma se obtuvo para las demás litologías en las diferentes obras. Se debe significar que las observaciones visuales del macizo en las obras estudiadas con la realización de diferentes mediciones en las excavaciones, en algunos casos, complementaron los criterios para la estimación de estos modelos geomecánicos y en otras posibilitaron la confirmación de la diferenciación hecha. �Capitulo IV. Criterios geomecánicos – estructurales para el diseño de excavaciones y obras subterráneas. A partir del conocimiento de las propiedades de los macizos rocosos y de su caracterización geomecánica es posible analizar particularmente en cada situación que se presenta las formas de su comportamiento mecánico – estructural, lo que sin lugar a dudas reviste gran importancia para garantizar un diseño más seguro y económico de la obra subterránea. A continuación se analizan criterios geomecánicos – estructurales empleados para el diseño de excavaciones y obras subterráneas en los que se utiliza en forma diferenciada los parámetros geomecánicos obtenidos en los macizos rocosos estudiados Propuesta del método del “Bloque Clave” para el análisis de la estabilidad del macizo rocoso. El método del “Bloque Clave”, de Goodman y Shi dado a conocer en 1985 (Goodman et al, 1985), constituye una de las contribuciones más importantes para analizar la estabilidad de los macizos rocosos. Uno de los aspectos más importantes del método es que una vez determinados los bloques claves, estos se definen de tal manera que pueden ser identificados durante los trabajos de laboreo lo que permite aplicar las medidas de sostenimiento necesarias en cada caso con una reducción apreciable de los costos. El método puede aplicarse con éxito en aquellos sectores del macizo estudiado donde las estructuras predominantes sean cuñas o bloques con morfología irregular. Tal es el caso de tramos de excavaciones de la Mina Merceditas, Mina Amores y algunos tramos del Trasvase este oeste Melones – Sabanilla, donde la litología predominante son las serpentinitas, ya que debido a la distancia entre grietas y a la luz de estas excavaciones, es posible identificar los bloques críticos. Valoración de las posibles direcciones de esfuerzo principal ( σ1, σ2 y σ3) por el método de de F.C. Fhillips . En el estudio de las relaciones estructurales de grupos de grietas o fallas complementarias, uno de los objetivos inmediatos es efectuar una correlación entre �la orientación de las fracturas y los esfuerzos a los que la roca ha estado sometida. A esta correlación se le denomina orientación del elipsoide de deformaciones. Pasando por cualquier punto de un cuerpo sometido a esfuerzos, siempre hay tres planos perpendiculares entre sí a través de los cuales sólo hay presión normal (o tangencial), las normales a estos tres planos son las tres “direcciones de esfuerzo principal”, en el caso general, los valores de los tres esfuerzos principales serán desiguales dando ejes de máximo, intermedio y de mínimo esfuerzo principal. Los intentos para correlacionar las deformaciones observadas y las tensiones inferidas, nos llevan a un campo en el que aún reina una gran controversia. Tal es el caso del método de Bucher (1920), que representa las direcciones de los esfuerzos principales de las diaclasas, con el empleo de hemisferios superior, o el F.C. Fhillips (1975), que utiliza el hemisferio inferior, siendo este último es el que emplearemos para el análisis. Este método fue aplicado en algunos de los macizos estudiados. Así tenemos que en la mina Merceditas las posibles direcciones de los esfuerzos principales son: σ1 (162º/25º), σ2 (25º/55º) y σ3 (268º/20º). Para la mina El Cobre las posibles direcciones de esfuerzo principal son: σ1 (325º/42º), σ2 (160º/45º) y σ3 (62º/8º), como se muestra en la figura 4, la que se realizó con el empleo del programa de computación DIP, de igual modo se representaron para las demás obras estudiadas, obteniendo los siguientes resultados. �σ1 (325º/42º) EQUAL ANGLE LOWER HEMISPHERE N MAJOR PLANES # DIP/DIR. σ3 (62º/8º) ORIENTATIONS Galería principal nivel 15 (N80º E) 2 3 1 W E 1 2 S 1 58/113 2 51/187 Galería de ventilación (N 88º E) 3 σ2 (160º/45º) Galería de contorno (E 40º S) Figura 4. Posibles direcciones de los esfuerzos principales en las estructuras existentes en el macizo rocoso de la mina El Cobre En las obras del Trasvase Caney Gilbert las direcciones de los esfuerzos principales son: σ1 (34º/30º), σ2 (250º/50º) y σ3 (139º/16º). En los túneles del trasvase Este Oeste Melones sabanilla las posibles direcciones de esfuerzo principal son: Túnel Seboruquito – Esperanza: σ1 (352º/20º), σ2 (254º/30º) y σ3 (112º/60º). Túnel Enmedio – Guayabo: σ1 (28º/20º), σ2 (225º/70º) y σ3 (120º/8º). Túnel Guayabo – Pontezuelo σ1 (278º/38º), σ2 (145º/40º) y σ3 (25º/18º). Túnel Guaro – Manacal: σ1 (9º/33º), σ2 (150º/50º) y σ3 (265º/20º). Túnel Melones - Levisa: σ1 (268º/30), σ2 (130º/50º), σ3 (15º/15º). Túnel Esperanza – Enmedio, σ1 (268º/60º), σ2 (75º/30º) y σ3 (170º/12º). Túnel Yagrumal - Guaro: Gabrodiabasas: σ1 (87º/40º), σ2 (260º/50º) y σ3 (354º/3º). Calizas Camazán σ1 (227º/50º), σ2 (92º/25º) y σ3 (350º/20º). �Al analizar las condiciones existentes en el macizo en las excavaciones estudiadas, se puede observar que las principales formas de pérdidas de estabilidad, en la mayoría de los casos, se manifiestan por el techo y hastiales de las excavaciones, aspecto este que se corrobora al observar, que los esfuerzos principales máximo y medio inciden generalmente con ángulos y direcciones que afectan estas dos partes de las excavaciones. En la mina Amores, el macizo se comporta muy estable, las principales formas de pérdidas de estabilidad que se manifiestan están condicionadas esencialmente, a sectores de intenso agrietamiento o debido al contacto muy tectonizado entre las litologías existentes, que provoca la caída de pedazos de rocas aislados. Al analizar la dirección de esfuerzos principales observamos que el esfuerzo principal máximo actúa en dirección N 25º W y un ángulo de 20º, este rumbo coincide con la dirección en que está construido el socavón (N 25º W), por lo que esta excavación no será prácticamente afectadas por σ1. las direcciones de los esfuerzos principales medio y mínimo son, σ2 (225º/40º) y σ3 (87º/40º). .Estimación de la resistencia del macizo rocoso. Para obtener criterios de la resistencia de los macizos rocosos se puede usar diferentes clasificaciones geomecánicas (índice RMR de Beniawski, índice Q de Barton, índice RSR de Wickham, indice RMI de PalmstrΦn y otros), también algunos investigadores emplean criterios como el de Fairhurst (para rocas no alteradas) o el de Ladanyi y Archambault (para macizos muy agrietados). (Hoek, 1994. Hoek, 1995. Hoek, 1999) En la actualidad se emplea mucho las propuestas de Hoek y Brown (Hoek, 1994. Hoek, 1995. Hoek, 1999 ). Fundamentadas a partir del gran volumen de ensayos y de un sistema de relaciones matemáticas que permiten obtener criterios sobre la resistencia del macizo. Para la estimación de la resistencia de los macizos rocosos de Cuba Oriental estudiados, (Blanco et al, 2000. Cartaya, 1996. Falero, 1996. Guillerme, 1998) se plantea la expresión dada por Hoek y Brown en 1994. (Hoek, 1994. Hoek, 1995. Hoek, 1999 ). � σ  σ 1 = σ 3 + σ c mb 3 + S   Rc  a (1) Donde: σ1 y σ3 – tensiones principales efectivas. mb – valor de la constante m de Hoek y Brown para el macizo rocoso estudiado. Rc – resistencia a compresión lineal de la roca intacta. S y a – constantes que dependen de las características del macizo estudiado. En algunos de los macizos estudiados (macizos de rocas fuerte o medianamente fuerte y poco fuerte) que presentan una alta cohesión, como por ejemplo, el macizo de la mina El Cobre, Amores, Merceditas, se puede considerar a = 1 ; (Hoek, 1994. Hoek, 2 1999) por lo que la expresión anterior se transforma en: σ 1 = σ 3 + σ c mb σ3 Rc +S (2) En otros macizos de baja calidad, por ejemplo el caso de las rocas meteorizadas del Trasvase este oeste Melones – Sabanilla, en los que la fuerza de enlace se ve afectada y la resistencia a tracción se hace débil, se emplea el criterio de resistencia modificado, o sea haciendo S = 0. (Hoek, 1994. Hoek, 1999)  σ  σ 1 = σ 3 + σ c mb 3   Rc  a (3) De las investigaciones realizadas en los macizos rocosos estudiados se obtiene los siguientes resultados en las tablas 3 y 4. �TABLA 3. Parámetros de cálculos obtenidos. Obra Parámetros de cálculo Tipos de rocas RMR GSI 65 - 75 50 - 55 65 - 70 0,094 0,001 ** 0,60 85 - 90 70 - 75 85 0,297 0,017 0,5 Cromita 85 70 80 0,243 0,026 0,5 Dunita 75 - 85 60 60 - 70 0,202 0,04 0,5 Mina Peridotita 85 - 90 45 - 60 60 - 70 0,197 0,018 0,5 Amores Dunita 80 - 85 45 - 60 60 - 70 0,189 0,019 0,5 Cromita 90 - 95 60 65 - 70 0,208 0,020 0,5 Tobas 90 70 80 - 85 0,274 0,028 0,5 Porfiritas 95 75 85 - 90 0,306 0,036 0,5 Serpentinita 45 - 50 40 55 0,092 0,0006** 0,6 55 - 60 60 - 65 0,116 0,008 35 - 40 45 - 50 0,062 0,0007** 0,65 Peridotita Mina El Cobre Otros túneles S mb * mi a meterotizada Merceditas Peridotita Mina RQD andesíticas meteorizada Serpentinita no 60 - 75 0,5 alterada Laterita < 45 ferroniquelífera . Donde: mi * - valor de la constante mb de Hoek y Brown para roca intacta. ** - Se recomienda en estos casos tomar el valor de S = 0, ya que son macizos muy afectados y de muy baja calidad. �TABLA 4.Expresiones para la estimación de la resistencia de las rocas. Obra Tipo de roca Criterio para la estimación de la resistencia. Peridotita meteorizada   σ * σ 1 = σ 3 + Rc  (0,5 ÷ 0,7 ) 3 + 0,001 Rc   Peridotita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (5,5 ÷ 6,5) 3 + 0,017  Rc   0,5 Cromita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (3,7 ÷ 4,5) 3 + 0,026  Rc   0,5 Dunita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (2,0 ÷ 3,5) 3 + 0,036  Rc   0,5 Peridotita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (4,5 ÷ 5,5) 3 + 0,018  Rc   Cromita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (4,0 ÷ 4,5) 3 + 0,020  Rc   Dunita   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (5,0 ÷ 5,5) 3 + 0,019  Rc   0,5 Tobas andesíticas   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (4,3 ÷ 4,8) 3 + 0,028  Rc   0,5 Porfiritas   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (6,5 ÷ 7,0 ) 3 + 0,036  Rc   Serpentinita meteorizada  σ  σ 1 = σ 3 + Rc  (0,2 ÷ 0,4) 3  Rc   Serpentinita poco alterada   σ σ 1 = σ 3 + Rc  (2,0 ÷ 2,5) 3 + 0,008  Rc   Laterita ferroníquelífera  σ  σ 1 = σ 3 + Rc  (0,2 ÷ 0,3) 3  Rc   Mina Merceditas Mina Amores Mina El Cobre Otros túnel 0,6 0,5 0,5 0,5 0, 6 0,5 0 , 65 *- podría emplearse también la expresión (4): 0,6  σ  σ 1 = σ 3 + Rc  0,6 3  ........................................................................................ .....(4) Rc   �Esquemas de interacción macizo – fortificación más frecuentes en las zonas de estudio. La interacción del macizo con la fortificación, depende de un gran número de factores tanto inherentes al macizo, como al tipo de fortificación que se utilice, donde esta última debe estar diseñada para garantizar el “trabajo conjunto” con el macizo circundante. Estos esquemas, posibilitan establecer el esquema de cálculo que permite determinar cuantitativamente los parámetros que intervienen en cada caso, en este proceso de interacción. La denominación de estos esquemas es convencional por lo que, antes de continuar, es necesario hacer la siguiente aclaración. El esquema de interacción macizo fortificación no tiene que coincidir necesariamente con el modelo geomecánico del macizo rocoso, a pesar de que las propiedades geomecánicas del macizo es uno de los elementos principales a tener en cuenta a la hora de elegir el esquema de interacción que se va a utilizar. Esto se debe a que un mismo macizo puede ser representado por distintos esquemas de interacción, en dependencia de las relaciones existentes entre sus características mecánicas y las del campo tensional actuante, y que sobre el carácter de interacción también influye el tipo de fortificación. Por último sobre la caracterización del esquema ofrece también influencia, el tiempo de servicio de la excavación y la tarea de investigación que se realiza. En este acápite se hace a un breve análisis de los esquemas de interacción macizo – fortificación más representativos para las condiciones estudiadas. Dándose en cada caso por lo menos una expresión para el cálculo de la presión en las rocas acorde a la caracterización que se hace del proceso. (Blanco, 1998. Cartaya, 1996). Esquema elástico de interacción macizo – fortificación: Se recomienda utilizar para el análisis de la presión actuante sobre excavaciones horizontales situadas a una profundidad (H) tal que se cumpla H >> RL, siendo RL el radio de laboreo de la excavación. Este esquema de interacción se puede presentar en sectores del macizo rocoso de la mina Merceditas, El Cobre y en el trasvase Caney - Gilbert. Esquema rígido - plástico de interacción macizo fortificación: Los resultados obtenidos muestran que para este caso el volumen de roca fracturada o destruida no depende de la profundidad de la excavación, sino de las características de resistencia de las rocas y de los parámetros geométricos de la zona de deformación �o de destrucción. Esta variante que considera la presión que produce una zona de rocas destruidas en el contorno de la excavación, está difundida y se presenta en sectores del macizo rocoso de la mina El cobre, del trasvase Caney – Gilbert, del túnel seboruquito – Esperanza, del túnel Melones – Levisa, en algunos sectores del túnel Enmedio – Guayabo y Yagrumal – Guaro, donde la litología más común son las calizas, conglomerados brechosos y brechas calcáreas. En sectores formados por cromitas, gabros y peridotitas alteradas de la mina Merceditas. Y en los sectores de serpentinitas alteradas y muy agrietadas de los túneles populares de Holguín. La variante que considera la presión que produce una columna de rocas se puede presentar (es la menos difundida) en el túnel Esperanza – Enmedio, Guayabo – Pontezuelo, Guaro – Manacal y En medio – Guayabo. Esta variante que supone la presión debido al peso de las rocas contenido en la bóveda de destrucción es frecuente en los macizos rocosos estudiados, se presenta en muchos de los sectores estudiados de la mina Amores, de los túneles populares de Moa, del túnel Esperanza – En medio, Guayabo – Pontezuelo, Guaro – Manacal, en algunos tramos del túnel Yagrumal – Guaro y en sectores de la mina Merceditas, constituidos por peridotitas, peridotitas serpentinizadas y dunitas, donde se forma la bóveda. Esquema elástico - plástico homogéneo de interacción macizo fortificación: Se presenta cuando las deformaciones plásticas que ocurren en las partes del macizo rocoso que rodean la excavación, se manifiestan sin una variación visible de las propiedades de la roca, o sea sin destrucción. En este caso, a diferencia del rígido plástico, la parte del macizo rocoso situada fuera de los límites de la zona de deformaciones plásticas interviene también en el proceso de carga a la fortificación Estudiando el carácter de distribución de las tensiones que se producen alrededor de las excavaciones, según este esquema de interacción se ve que en comparación con el esquema elástico, en el cual las máximas tensiones tangenciales se producen en el contorno, aquí estas tienen lugar en la frontera entre de las zonas de deformaciones plásticas y elásticas. Este esquema se puede presentar en sectores de los macizos rocosos estudiados como un desarrollo de otros esquemas, tal es el caso de sectores de macizo rocoso de la mina El cobre y Amores. Esquema elástico plástico heterogéneo de interacción macizo fortificación: Debido a que muchas de las rocas en los macizos estudiados no poseen una significativa plasticidad, puede ocurrir que a medida que se aumenta la profundidad de la excavación ( o por otras causas), aumente el campo tensional existente y se �comience a desarrollar el proceso de destrucción de la roca. En tales caso el medio que rodea a la excavación se hace heterogéneo, ya que sus propiedades van a ser variables en dependencia de la zona del contorno de la excavación. Algunos autores analizan esta situación considerando que la zona de deformaciones plásticas que se forma alrededor de la excavación es simultáneamente la zona de destrucción y que la frontera de ella con el resto del macizo, es a la vez frontera entre dos medios que poseen diferentes propiedades. Según este criterio la roca en realidad se estudia como un material frágil coincidiendo en este caso el límite de elasticidad de dicho material con el de resistencia. Este esquema es representativo de algunos de los macizos rocoso estudiados, y en ocasiones se puede presentar como un desarrollo del esquema elástico – plástico homogéneo o del elástico particularmente en aquellos sectores muy fracturados y meteorizados, donde las rocas se encuentran muy afectadas con comportamientos mecánicos predominantemente frágiles Esquemas de interacción que consideran el macizo rocoso como un medio discreto. En los macizos estudiados se presentan situaciones en que ellos se comportan como un medio discreto, las más comunes son: la presencia de sectores del macizo fracturado en bloques de formas más o menos regulares que yacen con alguna inclinación respecto al eje de la excavación; también en ocasiones se presentan situaciones con bloques acuñados que tienden a deslizarse hacia la excavación y en no pocos casos sectores triturados del macizo. Macizo fracturado en bloque: Para macizos agrietados con la formación de capas de rocas regulares o irregulares por el techo de la excavación, se considera que la zona de destrucción en general no es simétrica respecto al techo, Macizos con la presencia de bloques acuñados: Cuando el macizo presenta la acción de bloques acuñados (cuñas) que tienden a deslizarse hacia la excavación. Macizo triturado: Cuando el agrietamiento es caótico (desordenado), se forma en el techo y en ocasiones en los hastiales una zona de roca muy fracturada. Estos esquemas que consideran el macizo como un medio discreto son muy característicos de los macizos del complejo ofiolítico. �Conclusiones Como resultado del presente trabajo se plantean las siguientes conclusiones. 1. Se establecen las principales características geomecánicas de los macizos rocosos estudiados y se proponen los modelos geomecánicos más representativos para cada caso. 2. La metodología de investigación desarrollada constituye un aporte científico y brinda elementos novedosos, además es aplicable a cualquier tipo de macizo tanto en obras subterráneas como de superficie. 3. Los resultados del estudio del agrietamiento de los macizos rocosos muestran que un gran porcentaje de ellos se presentan agrietados, lo que se relaciona a las formas preponderantes en que se manifiesta la pérdida de su estabilidad y el mecanismo de actuación de la presión. 4. Como resultado de la evaluación de la estabilidad de los macizos rocosos según su calidad y estabilidad se obtiene que predominan los macizos de calidad regular, aunque en diferentes sectores y obras se presentan macizos en mal estado, lo que es condicionado además, de por los problemas estructurales, por el deterioro que ellos han sufrido por efectos del agua, la erosión y la atmósfera subterránea. 5. Se obtienen un grupo de criterios geomecánicos – estructurales que pueden ser aplicados para el diseño de excavaciones y obras subterráneas, fundamentando su empleo. �Recomendaciones. 1. Generalizar el empleo de la metodología desarrollada en la caracterización geomecánica de macizos rocosos en otras obras, tanto subterráneas como de superficie, en otras regiones del país. 2. La implementación y utilización de los resultados obtenidos por las diferentes empresas e instituciones a que pertenecen las obras estudiadas. 3. Evaluar las características geomecánicas con el empleo de otras tecnologías y técnicas de investigación. 4. Desarrollar otros criterios mecánico – estructurales que puedan ser empleados en el diseño de excavaciones y obras subterráneas. �Tabla 2. Características geomecánicas de las litologías más representativas de los macizos rocasos estudiados Características mecánico estructurales Obras Sectores Volumen E C Jv σc ϕ σt σt / σc 3 del bloque (grietas/m ) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (º) (Vb - m3) Tobas andesíticas de 72,6 color gris verdoso Estabilidad Modelo mecánico Circulo de Mohr 37 0,25 7,27 0,2 - 10 τmáx = 29.00 MPa C = 18.15 MPa σt Q Preponderantemente Elástico Formación de plástico, lo que puede llegar a zonas que Elástico ser rígido - plástico, cuando la Excelente Media Buena experimentan Plástico roca del contorno es afectada poca deformación produciéndose su fracturación τ 18,15 5918 18,16 RQD Modelo Geomecánico más principales representativo RMR fórma de pérdida de estabilidad σc El Cobre τ Porfiritas 24,86 4,22 6387 5,12 45 0,17 6,81 0,2 - 10 τmáx = 8.74 MPa C = 5.12 MPa σt Tobas estratificadas agrietadas formando bandas inestables σc τ τmáx = 14.88 MPa 40 8 8,91 42 0,20 18,33 0,0002 - 0,01 C = 8.91 MPa σt σc τ Trasvase Caney Gilbert Aglomerado de grano grueso 38,2 7,25 8,31 43 0,19 7,5 0,01- 0,20 τmáx = 13. 98 MPa C = 8.31 MPa σt Aglomerado de grano gruso a medio de color gris 50,7 verdoso de aspecto masivo σc Dunita 43,33 Elástico Frágil Media Elástico Frágil τmáx = 1 2.6 0 MPa 3,6 6,72 60 0,07 7,83 0,01- 0,20 C = 6.72 MPa σt σc 4,65 7,08 54 0,11 7,34 0,2 - 10 τmáx = 12.81 MPa C = 7. 08 MPa σt σc Muy mala Desprendimientos, al superar la reistencia al corte Mala de las rocas de estratos finos de muy poca inclinación Elástico, predomina la fragilidad llegando a ser Frágil, bajo deterninados condiciones mecánico estructurales Formación de Con características elástico zona de plástica, aunque en Elástico Excelente. Media Media destrucción, con determinadas condiciones se Plástico desprendimientos trasforma en rígido - plástico de la roca τ τ Mina Merceditas Generalmente con formación de una zona de roca características elásticas, puede llegar a Elástico - plástica, afectada, sin Elástico Excelente Media Media desprendimiento o bajo deterninados condiciones desplazamiento hidrogeológicas Buena Predominantemente las Formación de características elástico zona de destrucción, con frágiles-puede en ocasiones Buena Buena presenatarse como un medio algunos desprendimientos elástico - plástico homogeneo y heterogéneo súbitos. Desprendimientos aislados hasta derrumbes, Elástico Excelente. Media Media formación de Frágil bóveda de equilibrio. Predominantemente las características elásticas con marcada fragilidad, aunque puede presentarse como un material elástico con deformaciones remanentes �τ Continuación Mina Merceditas Peridotita alterada 47,09 5,19 7,8 53 0,11 10,93 0,01 - 0,20 Elástico Plástico τm áx = 14.07 MPa C = 7 .80 MPa Buena Mala σc σt En sectores se presenta como formación de elástico - plástico heterogéneo, zona de pudiendo llegar a Rígido Mala destrucción, con plástico, con tendencia a desprendimientos. perder su capacidad portadora Excelente. τ Mina Amores τmáx=28,90 MPa Cromita 67,23 22,07 19,26 30 0,33 6,9 0,2 - 10 Elástico C= 19.25 MPa σt Calizas agrietada en 52,00 zona de falla Conglomerado brecha en zona de predominio de 16,00 gabro en Trasvase estado Este - Oeste saturado Melones Sabanilla Serpentinita brechosa en estado saturado 27,00 Media Buena σc τ 10,4 2402 11,6 42 0,20 31,81 Elástico Muy Muy mala Frágil mala τmáx = 19.35 MPa 0,0002 - 0,01 C = 11.60 MPa σc σt 1423 1,3 71 0,03 6 τmáx = 2.54 MPa C = 1.30 MPa 0,0002 - 0,01 σc σt 9600 7,26 33 0,29 6,9 0,2 - 10 C = 7.26 MPa σt σc τ Serpentinita brechosa en 56,00 15,12 1000 14,54 estado seco τmáx = 22.88 MPa 35 0,27 6,9 0,2 - 10 C = 14 .54 MPa σt Predominantemente Formación de características elástico zona de roca frágiles, puede en ocasiones detruida, con Mala presenatarse como elástico abundantes plástico heterogéneo desprendimientos Formación de bóveda de Elástico Excelente. Media Buena equilibrio, con Plástico algunos deprendimientos τ τmáx = 11.26 MPa 7,83 Generalmente Rígido Plástico, puede llegar a Frágil, bajo deterninados condiciones mecánico estructurales Predominantemente Formación de características rígido zona de roca plasticas, puede en ocasiones RígidoMuy Muy mala Media detruida, con presenatarse su forma inicial Plástico mala abundantes como elástico - plástico desprendimientos heterogeneo τ 0,43 formación de bóveda de equilibrio σc Con características principalmente rígido plástica y elástico - plástica principalmente con Formación de una características Elástico zona de roca Plástico, con tendencia , en Elástico Excelente. Buena Buena afectada, sin desprendimiento ocasioones a manifestarse como elástico - plástico o desplazamiento �Brecha de serpentinita meteorizada 17,05 en estado saturado τ 2,17 1015 3,04 51 0,13 31,80 0,0002 - 0,01 Elástico Plástico τmáx = 5.38 MPa C = 3.04 MPa σt σc τ Gabrodiabasa 76,44 en estado seco 5,09 9,86 61 0,07 16,60 0,01 - 0,20 τm áx = 18, 49 MP a C = 9 ,8 6MPa σt σc 1033,63 Gabrodiabasa en estado 45,6 saturado Calizas Continuación arcillosas Fm. Trasvase 23,90 Bitirí en estado saturado Calizas masivas Fm. Camazán, en 16,40 estado saturado. Aleurolitas calcareas en estado saturado Brechas calcareas en estado saturado 2,60 5,44 63 0,06 19,00 0,01 - 0,20 máx = 12.52 MPa C = 5.44MPa Elástico Media frágil Mala Predominantemente Formación de características elástico zona de roca Mala destruida, con plasticas, puede en ocasiones desprendimiento presenatarse con rotura frágil Elástico Plástico Mala Formación de Elástico - plastico, que puede bóveda de llegar a presentarse como Media Media equilibrio, con rígido - plástico algunos deprendimientos Mala Muy mala Formación de Elástico - plastico, que puede zona de roca llegar a presentarse como Mala destruida, con rígido - plástico desprendimiento Ext. Mala Formación de Elástico - plastico, que puede zona de roca Muy llegar a presentarse como mala destruida, con rígido - plástico desprendimiento τ 0,95 8700 2,38 67 0,04 22,7 0,2 - 10 τmáx = 4.58 MPa C = 2.38 MPa σt σc τ 1,76 1099 2,68 54 0,11 23,9 0,0002 - 0,01 τmáx = 4.85 MPa C = 2.68 MPa σt σc 0,55 7025 0,76 50 0,13 25,7 0,01 - 0,20 Elástico Plástico τmáx = 1.34 MPa C = 0.76 MPa σt σc τ 5,50 Elástico Media frágil Formación de Predominantemente bóveda de características elásticas, puede Mala Media equilibrio, con en ocasiones presenatarse algunos como elástico - frágil deprendimientos σc σt Muy mala formación de Elástico - plastico, que puede bóveda de Elástico llegar a presentarse como Media Media Media equilibrio, con Plástico rígido - plástico algunos deprendimientos τ τ 4,21 Mala 1,65 6170 1,50 33 0,30 31,8 0,0002 - 0,01 Elástico Plástico τmáx = 2.31 MPa C = 1.505 MPa σt σc formación de Elástico - Plástico bóveda de Mala equilibrio, con heterogéneo, con tendencia a prígido plástico algunos deprendimientos Muy mala � 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 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 Caracterización geomecánica de macizos rocosos en obras subterráneas de la región oriental del país Creator An entity primarily responsible for making the resource Maday Cartaya Pire 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 2001 Type The nature or genre of the resource Tesis doctoral https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/efb7cda3331872ecabe7b37e51c0f618.pdf 4128e6163bbfa7fc43f4259bc8f3e62e PDF Text Text TESIS Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela Isnaudy José Toro Fonseca �Página legal Título de la obra: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela,86 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Isnaudy José Toro Fonseca 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 Título: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnaudy José Toro Fonseca Moa, 2014 �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Título: Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. (Tesis en opción al título académico de Máster en Geología) Autor: Isnaudy José Toro Fonseca Tutor: Dr. Gerardo Orozco, Msc. Frank Cabrera, Msc. Jhaisson Vásquez. Moa, 2014 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INDICE INDICE ......................................................................................................................... 7 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO .............................................................................. 17 1.1 Introducción ...................................................................................................... 17 1.2 Antecedentes .................................................................................................... 17 1.3. Geoquímica de yacimientos ............................................................................ 18 1.3.1 Geoquímica de yacimientos petrolíferos .................................................... 19 1.4 Parámetros geoquímicos .................................................................................. 19 1.5 Azufre ............................................................................................................... 20 1.6. Mecanismos de acidificación en yacimientos: ................................................. 20 1.7. Sulfuro de hidrógeno (H2S) .............................................................................. 21 1.8 Geoquímica de azufre en los sedimentos......................................................... 21 1.9. Definición, mineralogía y ambientes de formación de morfologías framboidales en sulfuros de hierro y otros minerales. .................................................................. 23 1.10 Ambientes de formación de la pirita framboidal .............................................. 28 1.11 Ubicación geográfica ...................................................................................... 29 1.12 Características geólogo-tectónicas ................................................................. 37 1.12.1 Estratigrafía del área de Moporo y Franquera ......................................... 37 1.12.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba ..................................................... 40 1.12.3 Geología estructural campo Franquera.................................................... 41 1.12.4 Geología estructural campo Moporo ........................................................ 43 1.12.5 Geología estructural campo La Ceiba ...................................................... 44 7 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.13 Conclusiones .................................................................................................. 46 CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO................................................................ 48 2.1 Introducción ...................................................................................................... 48 2.2 Tipo de investigación ........................................................................................ 48 2.3 Nivel de la investigación ................................................................................... 49 2.4 Diseño de la investigación ................................................................................ 49 2.5 Diseño Experimental ........................................................................................ 50 2.6 Métodos y procesamiento................................................................................. 50 2.6.1 Selección y corte de muestras de núcleo................................................... 50 2.6.2 Toma de muestras de núcleo ..................................................................... 51 2.6.3 Extracción con equipo Soxhlet ................................................................... 52 2.6.4 Técnicas geoquímicas de roca total ........................................................... 53 2.6.5 Analizador elemental LECO ....................................................................... 55 2.7 Conclusiones .................................................................................................... 56 CAPÍTULO III. RESULTADOS .................................................................................. 57 3.1 Introducción ...................................................................................................... 57 3.2 Morfología y textura de la pirita en las muestras de núcleo .............................. 57 3.3 Contenidos de pirita en las muestras de núcleo ............................................... 58 3.4 Caracterización mineralógica de las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno B-Superior .............................................................................................................. 60 3.5 Conclusiones .................................................................................................... 79 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................. 80 Conclusiones .......................................................................................................... 80 Recomendaciones. ................................................................................................. 82 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 83 8 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. ANEXOS .................................................................................................................... 85 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 106 4.- Lista de Fases Identificadas ............................................................................ 107 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 110 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 111 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 114 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 117 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 120 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 121 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 125 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 126 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 129 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 132 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 136 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 139 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 143 4.- Lista de Fases Identificadas ............................................................................ 145 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra ........................... 147 4.- Lista de Fases Identificadas ................................................................................ 151 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Morfologías relacionadas con pirita framboidal. A. Framboides irregulares. B. Cluster de framboides con escala = 10 μm. C. Framboides velados D. Cristales euhedrales junto a framboides E. Aureolas de oxidación alrededor de framboides de 9 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. pirita. F. Framboides disuelto con crecimiento de pirita masiva en los intersticios. Fuente: Rosario Lunar Hernandez et al. .................................................................... 27 Figura 2. Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Fuente: PDVSA. (2013) ... 30 Figura 3. Ubicación geográfica del Campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ....... 33 Figura 4. Datos básicos y parámetros de producción del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013)........................................................................................................... 34 Figura 5. Columna estratigráfica del área Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ......... 36 Figura 6. Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Fuente: PDVSA. (2013)........................................................................................................... 39 Figura 7. Columna Estratigráfica Campo La Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) ............ 41 Figura 8. Marco Estructural Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ............................... 42 Figura 9. Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) ......................................................................................................................... 44 Figura 10. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Fuente: PDVSA. (2013) .................................................................. 45 Figura 11. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Fuente: PDVSA. (2013) ............................................................................................. 46 Figura 12. Ubicación de los pozos seleccionados para toma de muestra de núcleo. Fuente: PDVSA (2013). ............................................................................................. 51 Figura 13. Pulverización de la muestra de núcleo...................................................... 54 Figura 14. Fundamentos Físico-Químicos C,H,N y S (LECO) .................................. 56 Figura 15. Muestra VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' ........................ 61 Figura 16. Espectro de Rayos X (EDX) de la muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' ..................................................................................................................... 62 Figura 17. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' ............................................ 63 10 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 18. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3''.............................................................................................. 64 Figura 19. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ............................................ 65 Figura 20. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ........................................................................... 66 Figura 21. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ................................................ 67 Figura 22. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ............................................................................... 68 Figura 23. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ............................................ 69 Figura 24. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ........................................................................... 70 Figura 25. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' ............................................ 71 Figura 26. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9''.............................................................................................. 72 Figura 27. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' ................................................ 73 Figura 28. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' .......................................................................................................... 74 Figura 29. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ............................................ 75 Figura 30. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ....................................................................................................... 76 Figura 31. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ........................................... 77 Figura 32. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ........................................................................... 78 11 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos oficiales de los yacimientos del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) ......................................................................................................................... 32 Tabla 2. Muestras seleccionadas de las muestras de núcleo .................................... 51 Tabla 3. Porcentaje de pirita (FeS2) a partir del contenido de azufre total de la muestra de núcleo, determinada a través del analizador elemental LECO ................ 59 Tabla 4. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' ..................................................................................................................... 62 Tabla 5. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' ..................................................................................................................... 64 Tabla 6. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' ..................................................................................................................... 66 Tabla 7. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' ........................................................................................................................ 68 Tabla 8. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' ..................................................................................................................... 70 Tabla 9. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' ..................................................................................................................... 72 Tabla 10. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' ........................................................................................................................ 74 Tabla 11. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' ..................................................................................................................... 76 Tabla 12. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' ..................................................................................................................... 78 12 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. INTRODUCCIÓN La geoquímica de yacimientos ha avanzado y alcanzado un gran interés por parte de la industria petrolera, pues permite establecer a partir de la caracterización mineralógica y elemental, los procesos de llenado en los yacimientos. El azufre, décimo elemento en el universo y décimo cuarto elemento más abundante en la superficie de la tierra, es el que define los minerales de sulfuro y proporciona información detallada sobre los orígenes de los mismos. (Seal, 2006). La pirita (FeS2) es un producto mineral común de la diagénesis temprana en sedimentos ricos en materia orgánica. Es el resultado de la reacción de sulfuro producida a través de reducción sulfato bacteriana, (Berner, 1970), ya sea con Fe (III) en los sedimentos o Fe (II) producido por reducción de Fe(III) bacteriana (Lovley, 1991). Los últimos trabajos sobre hierro, azufre y geoquímica de carbono en los sedimentos y, en particular, la naturaleza y el mecanismo de la formación de pirita diagenética temprana, han llevado al desarrollo de indicadores paleoambientales geoquímicos. La pirita diagenética temprana puede tener variadas morfologías. Dos de las morfologías más comúnmente observadas son framboides (agregados esféricos de cristales de pirita de tamaño micrométrico, Love y Amstutz, 1966; Sweeney y Kaplan, 1973) y cristales euhedrales de tamaño micrométrico (Raiswell, 1982; Passier et al, 1997). Varios estudios (Kohnenet al., 1990; Mossmannet al., 1991; Ferdelmanet al., 1991; Schimmelmann y Kastner, 1993; Zaback y Pratt, 1992; Aplin y Macquaker, 1993; Raiswellet al., 1993) han enfatizado la importancia de la materia orgánica y el azufre elemental como importantes sumideros diagenéticos recientes de azufre reducido y Parcialmente oxidados en sedimentos marinos. La incorporación de azufre dentro de la materia orgánica parece ser más favorable bajo condiciones donde las especies 13 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. de azufre acuosas parcialmente oxidadas tales como los polisulfuros pueden estar presentes. (Mossmannet al., 1991; Raiswellet al., 1993; Aplin y Macquaker, 1993). Consecuentemente, cambios en la abundancia relativa del azufre mineral, orgánico y elemental pueden ser usados para interpretar las condiciones del agua intersticial en el pasado. De tal manera, debido a la presencia de pirita en los pozos de las unidades estratigráficas del yacimiento Eoceno “B” Superior, en el Distrito Lago Sur Trujillo, existe la necesidad de saber la naturaleza y el mecanismo de la formación de la pirita que se presenta en estos pozos. Como parte de la investigación se realizó una revisión bibliográfica cuidadosa de la documentación existente en la empresa y artículos técnicos referentes con el objetivo de comprobar la existencia de estudios anteriores sobre morfología de la pirita diagenética, relación genética entre el azufre elemental, orgánico y pirítico en los sedimentos, también se revisaron artículos técnicos publicados por profesionales de la empresa. Como conclusión de esta revisión se comprobó que existen documentos de estudios realizados en otras áreas. La investigación es de tipo experimental y de diseño experimental de campo y de laboratorio, pues requiere de la manipulación de variables independientes, empleándose los métodos y técnicas de laboratorio y campo necesarias, con el propósito de establecer una relación causa-efecto entre las variables consideradas en la investigación y así dar respuestas a los objetivos propuestos. Esta investigación tiene como objetivo caracterizar la pirita y su mecanismo de formación en las muestras de núcleo de las unidades estratigráficas del yacimiento eoceno “B” Superior, en la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Problema científico Existe la necesidad de conocer el mecanismo de formación de la pirita, su morfología y la información sobre los procesos diagenéticos de formación relacionados con las condiciones paleoambientales de sedimentación. 14 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Hipótesis Si se realiza la caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita en las muestras de núcleo de las unidades estratigráficas del yacimiento Eoceno “B” Superior, en el distrito Lago Sur Trujillo podría proporcionar información sobre los procesos diagenéticos, morfología de la pirita y su tamaño, e inferir el paleoambiente de formación. Objetivo general Caracterizar la pirita presente en las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo y su mecanismo de formación que permitan inferir las condiciones paleoambientales. Objetivos específicos  Determinar el contenido de pirita en las muestras de núcleo a partir del cálculo del azufre inorgánico elemental.  Caracterizar la pirita diagenética morfológica y texturalmente por medio de los análisis de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB) con EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy).  Caracterizar desde el punto de vista mineralógico muestras de núcleo del Eoceno B-Superior aplicando Difracción de Rayos X (DRX) e inferir condiciones paleoambientales de formación. En el desarrollo de la investigación se utilizaron diferentes métodos y técnicas para cumplir con los objetivos propuestos. Métodos teóricos: Análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la revisión de la documentación y literatura especializada. Inductivo – deductivo: para estudiar las diferentes morfologías de la pirita través de los análisis geoquímicos. 15 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Métodos empíricos: en la presente investigación se aplican: Las entrevistas y criterios de expertos: para comprobar la existencia de investigaciones y antecedentes relacionados con el tema. Métodos y herramientas de la química analítica. Procesamiento para la elaboración de mapas por medio del simulador Discovery. El trabajo se ha ordenado de la siguiente manera: resumen, introducción, a continuación tres capítulo: el capítulo I, denominado geoquímica de yacimientos y morfología de la pirita. El capítulo II, presenta los métodos y técnicas empleados en la investigación. El capítulo III, el análisis e interpretación de los resultados. Finalmente las conclusiones, recomendaciones y bibliografía empleada en la investigación. También se presenta un conjunto de anexos. 16 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Introducción El marco teórico es la etapa donde se recopila la información documental para confeccionar el diseño metodológico de la investigación, es decir, el momento en que se establece cómo y qué información se recogerá. Simultáneamente, la información recogida para el marco teórico proporcionará un conocimiento profundo de la teoría que le da significado a la investigación. Es a partir de las teorías existentes sobre el objeto de estudio, como pueden generarse nuevos conocimientos. 1.2 Antecedentes A continuación, se citan aquellos estudios que se han realizado a nivel nacional sobre el tema, que son similares al ejecutado; por tal motivo, se han seleccionado aquellos que guardan relación con el estudio propuesto, para lo cual se consideró su relevancia y cercanía en el tiempo. - K.G. Taylor, J.H.S. Macquaker (1999) realizaron un estudio sobre la morfología de la pirita diagenética temprana en una sucesión de lutitas: la formación Cleveland de arena con óxido de hierro del Jurásico Inferior, Este de Inglaterra, donde la pirita presenta dos morfologías diferentes: pirita framboidal, comúnmente asociado con la materia orgánica (bitumen y kerógeno), y la pirita euhedral, asociado con gránulos de arcilla detrítica. Estas dos morfologías son únicas. La pirita framboidal está presente en lutitas ricas en arcilla, arena con óxido de hierro, unidades ricas en apatita y algunas lutitas ricas en limo. La Pirita euhedral está presente en lutitas ricas en limo y arena. El análisis isotópico del δ34S (isótopo del azufre 34) de las seis muestras de pirita sugieren que ambos tipos de morfología de pirita precipitaron durante la diagénesis temprana a partir del agua intersticial con acceso abierto al agua de mar, 17 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. aunque ambos tipos probablemente actuaron como sitios para continuar la precipitación de la pirita durante el enterramiento. - Alfred V. Hirner, Brian W. Robinson (1992) estudiaron la relación genética entre el azufre elemental, Orgánico y Pirítico en los sedimentos, donde plantean que bajo condiciones reductoras, las especies de azufre orgánico e inorgánico interactúan unos con otros en el curso del ciclo del azufre sedimentario. Esto último se discute en conexión con estudios de crudos de Alemania, Nueva Zelanda y Kuwait. Las formas orgánicas e inorgánicas del azufre pueden ser utilizadas en la solución de problemas prácticos de exploración y geoquímica ambiental: el azufre elemental es incorporado en la materia orgánica sin fraccionamiento isotópico significativo, y conduce a distribuciones intermoleculares características de 32 S y 34 S en las fracciones orgánicas. - J. Borrego, J. Monteverde, J.A. Morales, B. Carro y N. López (2003) estudiaron la morfología de la pirita diagenética en sedimentos recientes del estuario del Río Odiel (SO de España), donde resaltan que los azufres muestran tres morfologías diferentes: agregados de microcristales, agregados de framboides y macrocristales de pirita euhedral. La génesis de estas morfologías de pirita se producen en ambientes no estrictamente anóxicos con un continuo aporte de hierro y sulfato donde la actividad bacteriana induce un rápido crecimiento de microcristales. - J. Alonso-Azcárate et al (1999) plantean el estudio textural e isotópico de los sulfuros diseminados en los sedimentos de la cuenca de Cameros (La Rioja, España), donde los materiales lutíticos de la Cuenca de Cameros presentan en su composición mineralógica muy pequeñas cantidades de sulfuros diseminados (pirita y pirrotita). La pirita sedimentaria aparece fundamentalmente formando framboides, cristales euhedrales y sustituyendo la concha de fósiles. Las piritas sedimentarias se generaron por reducción bacteriana de sulfatos sedimentarios. 1.3. Geoquímica de yacimientos La geoquímica de yacimientos abarca el estudio de los fluidos en los yacimientos de petróleo (crudo, agua y gas), sus orígenes e interacciones con el yacimiento (Larter y Aplin, 1994). También puede ser definida como la elucidación mediante 18 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. caracterización elemental, isotópica y molecular, los procesos de entrampamiento, llenado de fluidos en el yacimiento, la naturaleza de las interacciones y las variaciones en composición y propiedades en el tiempo (López, 2005). 1.3.1 Geoquímica de yacimientos petrolíferos La geoquímica de yacimientos abarca el estudio de los fluidos en los yacimientos de petróleo (crudo y gas), sus orígenes e interacciones con el yacimiento (Larter y Aplin, 1994). También puede ser definida como la elucidación mediante caracterización elemental, isotópica y molecular, los procesos de entrampamiento, llenado de fluidos en el yacimiento, la naturaleza de las interacciones y las variaciones en composición y propiedades en el tiempo (López, 2005). Algunas de las áreas de estudio de la geoquímica de yacimientos son las siguientes:  Distancia de migración y dirección de llenado del yacimiento  Grado de mezcla de crudos  Continuidad del yacimiento  Monitoreo de producción  Determinación de heterogeneidades (calidad de yacimientos y fluidos)  Predicción y explicación de fenómenos relevantes para el manejo de los yacimientos (por ejemplo, precipitación de sólidos) 1.4 Parámetros geoquímicos Los parámetros geoquímicos son entidades químicas de origen natural que están presentes en los yacimientos de petróleo y gas. Su ocurrencia puede ser evidenciada en la forma de un elemento o de un compuesto químico (Xuet al., 2003; Zielinski R. y Budahn, 2007; Molsonet al., 2008). En términos prácticos, los parámetros geoquímicos de yacimientos son: elementos mayoritarios, minoritarios, trazas y sus relaciones, isótopos estables y radiogénicos, especies disueltas, aniones, cationes, complejos, compuestos relacionados con la materia orgánica como los biomarcadores, compuestos organometálicos, macromoléculas como los ácidos fúlvicos y húmicos, pH, Eh, composición mineralógica de la roca yacimiento, entre otros. 19 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.5 Azufre El azufre, décimo elemento en el universo y décimo cuarto elemento más abundante en la superficie de la tierra, es el que define los minerales de sulfuro y proporciona información detallada sobre los orígenes de los mismos a través de sus isótopos estables. Las variaciones en la composición isotópica de minerales de sulfuro y componentes relacionados, tales como minerales de sulfato o especies de azufre acuosas, causados por la partición preferencial de isótopos entre fases que contienen azufre, se conoce como fraccionamiento. Estas variaciones surgen de las diferencias en la temperatura, o más importante, reacciones de oxidación y reducción actuando sobre el azufre. Las reacciones de oxidación y reducción pueden ocurrir a altas temperaturas, tales como en sistemas ígneos, a temperaturas intermedias, tales como en sistemas hidrotermales y a bajas temperaturas durante la diagénesis sedimentaria. A altas temperaturas, las reacciones tienden a ocurrir en condiciones de equilibrio, mientras a baja temperatura, el desequilibrio prevalece. (Seal, 2006). 1.6. Mecanismos de acidificación en yacimientos: Las concentraciones de H2S y CO2 normalmente son de origen natural (presencia de bacterias), pero sin embargo hay ciertas circunstancias que incitan a su generación, esta puede ser promovida por la influencia antrópica (Es la influencia que realiza el hombre en determinados ámbitos. Un ejemplo muy claro de la influencia antrópica se encuentra en el medio ambiente, en donde se realizan prácticas como la tala, contaminación por agroquímicos, etc. Que modifican el entorno, creando en muchas ocasiones condiciones adversas) en la búsqueda de optimizar la tasa de producción de hidrocarburos para el yacimiento, por medio de recuperaciones secundaria utilizando técnicas de inyección de agua y gases inmiscibles. Para que el H2S pueda ser generado es necesario la existencia de ciertos factores ambientales y la presencia de bacterias y compuestos con azufre en su estructura. Si existen las condiciones ambientales propicias como temperatura, bajo contenido de oxígeno disuelto, flujo lento y un pH adecuado, entre otros, las bacterias del tipo Desulfivitrio reducirán los sulfatos presentes en el flujo produciendo una serie de sulfuros que pasarán a la corriente del fluido. 20 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La mayor parte de las concentraciones de H2S en los reservorios, se deben a la presencia de bacterias sulfato reductoras (BSR) las cuales son bacterias que tienen la facultad de reducir sulfato, sulfito o tiosulfato de manera no asimilatoria. De forma usual, el agua que es inyectada en algunos casos en pozos para un aumento de presión y producción del petróleo contienen disuelta cantidades se azufre (iones sulfitos) tal como el agua de mar.Por lo tanto se puede decir que la escasez de azufre en el agua debería de impedir o limitar las actividades de BSR y la generación respectiva de H2S. De tal forma es recomendable que las aguas reinyectadas en los pozos, realizarle tratamientos biocidas (destrucción de microorganismos) en las instalaciones periódicamente. Otro aspecto para que el sulfuro de hidrogeno puede estar presente en yacimientos, sería la inyección de soluciones ácidas como el ácido clorhídrico (HCl) en reservorios para la disolución de incrustaciones en tuberías, esta se realiza para tratar pozos con formación de carbonatos (CO3=) 1.7. Sulfuro de hidrógeno (H2S) El sulfuro de hidrógeno es un hidruro covalente de fórmula H2S, estructuralmente ligado al agua ya que el oxígeno y el azufre se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica. El mismo es incoloro, inflamable, toxico y posee un olor característico muy desagradable. Se encuentra naturalmente en yacimientos de petróleo, gas natural, gases volcánicos y aguas termales. Las bacterias reductoras de sulfatos SO4= son los principales responsables de la generación de H2S bajo condiciones anaerobias. Propiedades del H2S se muestran en la tabla siguiente: 1.8 Geoquímica de azufre en los sedimentos La especiación, abundancia y composición isotópica de las fases diagenéticas que contienen azufre resultan de un sistema complejo que involucra, entre otras variables de control, el grado de oxigenación bentónica. Las relaciones entre carbono orgánico y azufre de la pirita o azufre total han sido ampliamente utilizadas en sedimentos marinos antiguos y recientes como indicadores de la oxigenación relativa de paleoambientes (Raiswell y Berner, 1985; Raiswellet al., 1988; Dean y Arthur, 1989; Beinet al., 1990; Middelburg, 1991). Un número de estudios, han mostrado que los 21 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. gráficos carbono/azufre suministran información útil pero tienen el potencial para múltiples interpretaciones (Dean y Arthur, 1989; Beinet al., 1990; Zaback y Pratt, 1992). Varios estudios (Kohnenet al., 1990; Mossmannet al., 1991; Ferdelmanet al., 1991; Schimmelmann y Kastner, 1993; Zaback y Pratt, 1992; Aplin y Macquaker, 1993; Raiswellet al., 1993) han enfatizado la importancia de la materia orgánica y el azufre elemental como importantes sumideros diagenéticos recientes de azufre reducido y parcialmente oxidado en sedimentos marinos. La incorporación de azufre dentro de la materia orgánica parece ser más favorable bajo condiciones donde las especies de azufre acuosas parcialmente oxidadas tales como los polisulfuros pueden estar presentes. (Mossmannet al., 1991; Raiswellet al., 1993; Aplin y Macquaker, 1993). Consecuentemente, cambios en la abundancia relativa del azufre mineral, orgánico y elemental pueden ser usados para interpretar las condiciones del agua en los poros antigua e inferir los ambientes bentónicos en el pasado. Un obstáculo importante para la interpretación de paleoambientes basado en la abundancia de productos diagenéticos proviene de la incertidumbre acerca del tiempo relativo de formación de los compuestos azufrados. La formación de compuestos de azufre diagenéticos puede continuar por mucho tiempo después de la depositación del sedimento o comenzar sobre la interfase agua-sedimento. Limitaciones en el tiempo de formación de especies de azufre pueden ser proporcionadas por la composición isotópica del azufre estable (Goldhaber y Kaplan, 1980; Chantonet al., 1987; Mossmannet al., 1991; Zaback y Pratt, 1992). A pesar de que el ciclo diagenético y deposición temprana del azufre no es claramente comprendido, la composición isotópica de la especie azufre individual puede ser usada para evaluar su génesis, secuencia de incorporación y condiciones presentes en el ambiente bentónico durante la formación de productos de azufre. Las relaciones carbono/azufre, abundancia relativa de las especies de azufre (pirita, ácidos volátiles, azufre elemental, querógeno, bitumen y sulfato), así como las abundancias isotópicas de estas especies de azufre son usadas para reconstruir las condiciones diagenéticas y deposicionales durante los últimos 160 mil años en la cuenca de California. 22 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.9. Definición, mineralogía y ambientes de formación de morfologías framboidales en sulfuros de hierro y otros minerales. El término framboide proviene del francés framboise (frambuesa) y fue usado por primera vez por Rust (1935) para referirse a agregados subesféricos de pequeños cristalitos de pirita en depósitos de yacimientos minerales tipo Mississipi Valley. Su estudio ha ocupado a muchos científicos durante gran parte del siglo XX (por ejemplo Schneiderhöhn 1923; Love y Amstutz 1966; Kalliokoski 1974; Ramdohr 1980; Schallreuter 1984; Wilkin y Barnes 1997) y los primeros años del siglo XXI (Merinero 2005, Merinero et al 2005a, 2006b, 2008a; Ohfuji y Rickard 2005; González et al. 2006a, 2006b). Se ha publicado una gran cantidad de literatura sobre los framboides con especial interés a su posible relación con procesos biológicos. Durante un tiempo se llegó a considerar que se trataba de microorganismos fosilizados (Schneiderhöhn 1923; Love 1957; 1962), e incluso, colonias de bacterias. Berner (1969) y Farrand (1970) fueron los primeros en demostrar, de manera experimental, que la actividad bacteriana no es un prerrequisito necesario para la formación de framboides, empezando a considerarse como un término textural, y no genético, para describir agregados de microcristales. Las definiciones de framboides más modernas se desarrollan a partir de los tres principales atributos de los mismos (Ohfuji y Rickard 2005): 1. Morfología externa: agregados microscópicos esféricos o subesféricos, usualmente con diámetros entre 1 y 20 μm, siendo raros los framboides de tamaño superior a 50μm (Wilkin et al. 1996). 2. Estructura interna: constituidos por un empaquetado hexagonal o cúbico compacto de 103 a 106 microcristales, es decir, el interior no es homogéneo. Además, la estructura interna puede presentar un determinado orden o puede estar totalmente desordenada (microcristales dispuestos totalmente al azar). 3. Uniformidad de tamaños y morfologías: todos los microcristales tienen el mismo tamaño (entre 0,1 y 20 μm, aunque usualmente no tienen más de 2μm de diámetro) y 23 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. presentan el mismo hábito (normalmente euhedral, octaédrico, piritoédrico, o, menos común, cúbico o esferoidal). Por lo tanto, se puede definir framboide como un agregado microscópico esférico o subesférico de microcristales del mismo tamaño y morfología. Esta definición puede extenderse para incluir otras morfologías externas, como por ejemplo agregados irregulares no esféricos, con formas elípticas o poligonales. La textura framboidal se asocia habitualmente con la pirita y otros sulfuros de hierro, pero también ha sido observada en otros minerales, como óxidos, hidróxidos y carbonatos. Como se verá en apartados posteriores, la greigita y la mackinawita son monosulfuros de hierro relacionados con la formación de pirita, y en algunas ocasiones pueden ser precursores de la misma. Las propiedades ferrimagnéticas de estos minerales se han propuesto para explicar la formación de framboides. Existen muchas referencias de greigita y mackinawita framboidal (Nuhfer y Pavlovic 1979; Bonev et al. 1989; Ariztegui y Dobson 1996; Wilkin y Barnes 1997; Rowan y Roberts 2006), además de coexistencia de greigita y pirita con morfologías framboidales (Roberts y Turner 1993; Jiang et al. 2001; Roberts y Weaber 2005; Roberts et al. 2005; Ortega et al. 2006). También se ha obtenido greigita y mackinawita framboidal de manera experimental (Sweeney y Kaplan 1973; Wilkin y Barnes 1996; Wang y Morse 1996; Morse y Wang 1997; Butler y Rickard 2000). Es posible la formación de marcasita framboidal, probablemente a pH muy bajo (Ixer y Vaughan 1993; Youngson 1995; Falconer et al. 2006). Se han descrito framboides de sulfuros de cobre en sedimentos de yacimientos minerales (Alyanak y Vogel 1974; Sawłowicz 1990) aunque algunos de ellos pueden ser seudomorfos de framboides de pirita (Sawłowicz 1992; Oszczepalski 1999). Los framboides de sulfuros de zinc son más raros, pero existen varios trabajos que describen formas parecidas a framboides (Lebedev 1967; Degens et al. 1972; Luther et al. 1980; Gammons y Frandsen 2001). 24 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Especialmente interesantes son las referencias sobre magnetita framboidal y otras formas esféricas similares, ya que existen descripciones en materiales terrestres, sobre todo en carbonatos, (Bethke y Marshak 1990; Suk et al. 1990a; Evans y Elmore 2006) y en meteoritos y polvo cósmico (Kerridge 1970; Jedwab 1971; Zolensky et al. 1996; 2002; Hua y Buseck 1998; Boctor et al. 2003; Abreu y Brearley 2005; Gounelle et al. 2005). El principal origen propuesto para la magnetita framboidal es la oxidación de framboides de pirita (Lu et al. 1990; Suk et al. 1990a, 1990b; 1991; Saffer y McCabe 1992; Housen et al. 1993a, 1993b; Evans y Elmore 2006), aunque también se ha propuesto un origen primario para este tipo de textura en la magnetita (Wilkin y Barnes 1997), o incluso a partir de pirrotina framboidal (Zolensky et al. 2002). Por otro lado, existen varias referencias sobre morfologías framboidales o similares en carbonatos. Se han descrito formas esféricas de dolomita de tamaño entre 0,2 y 1 μm compuestas a su vez de esferas de 100 nm de diámetro en lagos del sur de Australia (Von-der-Borch y Jones 1976). También se han producido, de manera experimental, formas similares de dolomita de tamaño entre 1 y 5 μm a partir de geles de carbonato (Müller y Fishbeck 1973). En el sistema kárstico de Visean (Nielsen et al. 1997) se han descrito framboides de pirita junto con cristales esferoidales de dolomita con una posible relación con actividad bacteriana. Nehrke y Cappellen (2006) describen framboides de vaterita con posterior transformación a calcita. En cuanto a oxihidróxidos de hierro framboidales existen diversas referencias, aunque en la mayoría de ellas se trata de productos de oxidación y reemplazamiento de pirita. Las mineralogías descritas son goethita (Mucke et al. 1999; Dill y Melcher 2004), lepidocrocita, szomolnokita y hematites (Lougheed y Mancuso 1973). Son comunes las descripciones de oxihidróxidos de hierro asociadas a oxidación de pirita framboidal formando halos y recubrimientos externos de las estructuras esféricas de pirita (Weber et al. 2004; Sapota 2005; Merinero et al. 2005a; 2008a; Evans y Elmore 2006). 25 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Existen otras morfologías relacionadas con los framboides subesféricos que presentan muchas de las características de estos, por ejemplo, la presencia en su interior de microcristales del mismo tamaño y forma. En los próximos apartados se describen algunas de estas morfologías que, aunque no pueden clasificarse estrictamente como framboides, comparten propiedades y orígenes comunes. Entre ellos se encuentran: (Ver figura 1) Framboides irregulares En sedimentos naturales, especialmente en sedimentos actuales, es posible encontrar pirita formando masas irregulares de microcristales que presentan hábitos y tamaños idénticos, e incluso desarrollan cierta organización, similar a la que se puede encontrar en el interior de algunos framboides (Bertolin et al. 1995; Jiang et al. 2001; McKay y Longstaffe 2003). Framboides en forma de girasol (Sunflower framboids) Los framboides en forma de girasol son texturas constituidas por un núcleo framboidal y por cristales alargados dispuestos en forma radial alrededor del núcleo (Love y Brockley 1973; Ostwald y England 1977; Kosacz y Sawłowicz 1983; Brown y McClay 1998; England et al. 2002; Freitag et al. 2004). Los cristales exteriores pueden ser tanto de pirita como de marcasita y pueden crecer de manera continua desde los microcristales más externos del núcleo framboidal o de manera separada. Asimismo, se han descrito granos esféricos de pirita con textura framboidal en el núcleo y masiva en la parte externa, con un posible origen secundario de esta última (Paktunc y Davé 2002; Merinero et al. 2005a; 2008a; Rowan y Roberts 2006; Dekov et al. 2007; Zielinski et al. 2007). Racimos de framboides y poliframboides El término poliframboide fue introducido por Love (1971) para describir agregados de numerosas unidades de framboides y otras morfologías asociadas (Massaad 1974; Stene 1979; Sawłowicz 1993; Ohfuji y Akai 2002; Roberts y Weaber 2005; Roberts et al. 2005; Merinero et al. 2005a; 2006b; 2008a; Wignall et al. 2005). Cuando estos agregados están formados por framboides de tamaño uniforme y empaquetado 26 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. denso se utiliza el término racimo o cluster (Böttcher y Lepland 2000; Taylor y Macquaker 2000; Paktunc y Davé 2002; Otero et al. 2005). El tamaño de los poliframboides y racimos de framboides es variable: desde unas pocas micras hasta varios milímetros. Los bordes pueden ser irregulares, estar modificados por los minerales de alrededor o adaptados a la forma del hueco que rellenan (por ejemplo, una concha de foraminífero, Love 1967; Merinero et al. 2005a; 2006b, 2008a). Finalmente, a los grupos de numerosos framboides, con microcristales en los espacios entre ellos, se les ha denominado framboides velados (Passier et al. 1999), y se interpretan como estructuras de reemplazamiento en conchas de carbonato de microfósiles que han sido disueltas previamente. Figura 1. Morfologías relacionadas con pirita framboidal. A. Framboides irregulares. B. Cluster de framboides con escala = 10 μm. C. Framboides velados D. Cristales euhedrales junto a framboides E. Aureolas de oxidación alrededor de framboides de pirita. F. Framboides disuelto con crecimiento de pirita masiva en los intersticios. Fuente: Rosario Lunar Hernandez et al. 27 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Cristales euhedrales La presencia de cristales euhedrales con rangos de tamaños similares a los que presentan los framboides (Raiswell 1982; Passier et al. 1999; Taylor y Macquaker 2000), y de otras morfologías parecidas a framboides con desarrollo de caras y/o hábitos poligonales (Martínez-Frías et al. 1997; Merinero et al. 2005a; 2008a; Ohfuji y Rickard 2005), es bastante común en ambientes naturales con una más que posible relación genética con las morfologías framboidales (Sawłowicz 2000; Merinero 2005; Merinero et al 2008a) con las que coexisten en muchas ocasiones (Passier et al. 1999; Liagathi et al. 2005; Price y Pichler 2006). Los framboides y los cristales euhedrales comparten un origen primario y muchas veces se forman de manera conjunta, posiblemente debido a variaciones en la velocidad de nucleación. Sin embargo, las morfologías masivas que acompañan a la pirita framboidal (agregados, recrecimientos, rellenos, etc.) se consideran texturas con un origen secundario (Wilkin et al. 1996). 1.10 Ambientes de formación de la pirita framboidal La morfología más común de la pirita en ambientes sedimentarios es la framboidal, incluyendo sedimentos no consolidados recientes, tanto marinos como lacustres (Sweeney y Kaplan 1973; Perry y Pedersen 1993), columnas de agua anóxicas (Ross y Degens 1974; Muramoto et al. 1991; Wilkin y Barnes 1997; Suits y Wilkin 1998), incluso rocas sedimentarias antiguas del Arcaico (Hallbauer 1986). Los framboides de sulfuros son especialmente comunes en sedimentos anóxicos, donde la reducción bacteriana de sulfatos es muy activa y la cantidad disponible de metales, principalmente hierro, es suficiente para que precipiten los sulfuros. Sin embargo, la pirita framboidal también está presente en acuíferos arenosos someros, donde la velocidad de reducción bacteriana de sulfatos es tres órdenes de magnitud más baja que en ambientes marinos (Jakobsen y Postma 1999). También se encuentra pirita framboidal en sedimentos marinos bajo condiciones oxidantes, donde la reducción bacteriana de sulfatos queda reducida a pequeños nichos (Jørgensen 1977). 28 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. El sulfuro más abundante en yacimientos minerales de carbones es la pirita con morfología framboidal (Weise y Fyfe 1986; Kostova et al. 2005; Hower et al. 2007). La asociación de pirita framboidal con restos fósiles de plantas es bastante común (García-Guinea et al. 1998; Bajpai et al. 2001; Grimes et al. 2002), incluso se han descrito framboides de pirita en el interior de libros antiguos (García-Guinea et al. 1997). Es importante destacar la abundancia de pirita framboidal en residuos procedentes de explotaciones mineras, con gran cantidad de estudios sobre la oxidación de la misma en estas condiciones y sus repercusiones medioambientales (Velasco et al, 1998; Sánchez-España et al. 2005; Weber et al. 2004; 2006). Además de los ambientes sedimentarios, la pirita framboidal es muy abundante en rocas asociadas a yacimientos hidrotermales (Kanehira y Bachinski 1967; Ostwald y England 1977; England y Ostwald 1993; Martínez-Frías et al. 1997; Agusto et al. 2004; Bölücek et al. 2004). También se ha descrito pirita con morfología framboidal en rocas volcánicas (Love y Amstutz 1969) y metamórficas (Schieber y Baird 2001; Boyle et al. 2003). La textura framboidal es la más común en los sulfuros de hierro que precipitan de manera conjunta a los carbonatos autigénicos asociados a emisiones de metano (Orpin 1997; Stakes et al. 1999; Peckmann et al. 2001; Han et al. 2004; Mazzini et al. 2004; 2006; Kocherla et al. 2006; Merinero 2005; Merinero et al 2005a; 2006b; 2008a). 1.11 Ubicación geográfica La Cuenca Occidental se encuentra situada en la parte noroccidental del país en lo que se conoce como Cuenca del Lago de Maracaibo, siendo ésta la de mayor historia de producción en Venezuela. Dentro de la misma al sureste, la comprenden los yacimientos del Eoceno B de las regiones de Lago y Tierra (Campos Moporo, Franquera, La Ceiba, San Lorenzo, Tomoporo Tradicional y Área 8 Norte) las cuales están en procesos de exploración y producción de hidrocarburos.Los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) están ubicados al sureste de la Cuenca 29 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. del Lago de Maracaibo, comprende los yacimientos del Eoceno B de las regiones Lago y Tierra con una extensión areal de 620 Km2 (Figura 2). Los campos Franquera, Moporo y La Ceiba (FRAMOLAC) ubicados en tierra y adscritos a la División Sur Lago Trujillo, se encuentran situados entre el Estado Trujillo y el Estado Zulia de Venezuela, son campos en desarrollo cuyos datos oficiales indican un POES de 7.749 MMBNP, unas reservas recuperables de crudo liviano de 1.483 MMBNP, cuentan actualmente con 9 yacimientos en producción, 35 pozos activos, proporcionando un caudal de producción de aproximadamente 65.000 BNPD de crudo y 21 MMPCND de gas. El primer pozo perforado en estos campos de tierra se realizó en La Ceiba en el año 1998, y de allí en adelante se ha continuado con la perforación de pozos en estos campos, contando con un plan de explotación a 20 años. Area Proyecto FRAMOLAC Bloque VII Ceuta Campos Moporo, Franquera, La Ceiba, San Lorenzo, Tomoporo Tradicional y Área 8 Norte VII Figura 2. Ubicación geográfica del área de FRAMOLAC. Fuente: PDVSA. (2013) 30 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.10.1 Descripción del Campo Franquera El Campo Franquera se encuentra ubicado a 6 km en dirección Este Franco del parcelamientoTomoporo entre el Estado Zulia y Trujillo, referenciado con las siguientes coordenadas Nor-oeste X=276830 Y=1066994 y Sur-este X=288990 Y=1050949. Esta área cuenta con 17 pozos completados hasta el cierre de Abril2013 y 3 en actividad de perforación. El pozo descubridor fue el FRA-1X, ubicado geográficamente en el parcelamiento Ciénaga del Carrillo al norte del Caño Carrillo y al sureste del parcelamiento Tomoporo, en el Municipio Baralt del Estado Zulia, a 3.2 Km al sureste del pozo TOM0001X, 5.2 Km. al noreste del pozo TOM0008 y 4.3 Km al noreste del TOM0019. Geológicamente, está situado en el bloque deprimido de la Falla Pasillo 1, la cual limita el área hacia el este con el Yacimiento Eoceno B-SUP VLG3729. El FRA-1X inició actividades de perforación el 24 de Junio del año 2004, cuando inició las operaciones de mudanza a la locación, como pozo exploratorio se propuso perforar para evaluar la prospectividad de las arenas de la Formación Paují (Arenas Basales) y Misoa (desde B-Superior hasta C-Superior) de edad Eoceno hasta el Grupo Cogollo de edad Cretácea; sin embargo, debido a problemas operacionales, el pozo no alcanzó la profundidad final estimada, llegando hasta una profundidad de 19090 pies, por lo cual únicamente se logró evaluar las arenas de edad Eoceno, descubriendo tres (03) nuevos yacimientos, B-4 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-1 FRA0001, Unidades Informales “B-1”, “B-3” y “B-4” de la Formación Misoa. Con el fin de delimitar los yacimientos descubiertos por el pozo FRA-1X, el 5 de Noviembre del 2007 comenzaron las actividades para la perforación del pozo delineador FRA-2X, el mismo se encuentra ubicado geográficamente en la región sur oriental del Lago de Maracaibo en los predios del Parcelamiento Buyai, al sureste de los Parcelamientos Ciénaga del Carrillo, al sur del Caño Carrillo y al sureste del ParcelamientoTomoporo, al oeste del Pueblo 3 de Febrero, del Estado Trujillo en el Municipio la Ceiba. Este pozo probó la continuidad de los yacimientos B-4 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-1 FRA0001, e incorporó nuevas reservas, aprobando oficialmente la incorporación de nuevas reservas, con un POES de 1027 MMBN, 87 MMBN y 498.7 MMBN, con reservas recuperables en el orden de 83000MBN (FR/8.1), 8600 31 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. MBN (FR/9.9) y 62300 MBN (FR/12.5), para las unidadesinformales “B-1”, “B-3” y “B4”, respectivamente. Ver figura 3. Actualmente el campo Franquera tiene dos yacimientos activos, el B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001. La tabla 1 muestra los datos oficiales de ambos yacimientos. Tabla 1. Datos oficiales de los yacimientos del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) Campo Yacimiento Gravedad API Franquera B-1 FRA0001 y B-4 FRA0001 22 Formación Misoa Porosidad 16% (B-1) y 10-12% (B2) Permeabilidad Reservas probadas (crudo) 100-600 mD (B-1) y 15-85 mD (B-4) 1581,85 MMBLS Reservas recuperables 151,9 MMBLS Reservas probadas (gas) 214,6 MMMPC Reservas recuperables 20,2 MMMPC Factor de recobro 8,1 - 12,5% (crudo y gas) Presión original 7300 lpc Presión de burbujeo 1500 lpc Pozos TIPO Tipo de completación Verticales y desviados Flujo natural (PTN) 32 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 3. Ubicación geográfica del Campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 1.10.1.1 Área del Campo Franquera. El Campo Franquera se encuentra integrado por 3 Yacimientos oficiales; B-1 FRA0001, B-3 FRA0001 y B-4 FRA0001. Los mismos abarcan una extensión de mas de 8500 acres con un total de 17 pozos terminados hasta ahora y 3 pozos en fase de perforación. El Campo vio un incremento sustancial en su producción diaria de petróleo durante el año 2012, pasando de 10 MBPPD a casi 35 MBPPD, debido básicamente al aporte de nuevos pozos perforados. Ver figura 4. 33 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. • FRANQUERA UBICACIÓ UBICACIÓN GEOGRAFICA • Yacimientos: 3 • POES: 1905 MMBLS • Reservas Recuperables: 189 MMBLS 13600 FRA-6 L D 14000 FRA-4 L FRA-3 FRA-1 L D D FRA-5 N L • Petró Petróleo Acumulado: 18,2 MMBLS • Reservas Remanentes: 171 MMBLS • Mecanismo de Producció Producción: Compresibilidad de FRA-2 L la Roca y Expansión de Fluidos. D • Prof. Pozo: 15000’ 15000’ – 19100’ 19100’ FRA-DEL-2 FRA-DEL-3 • Producció Producción Pozo: 400-3000 BNPD D L • Método de Producció Producción: FN / BES / LAG • Producció Producción Marzo 2013: 36,14 MBls/d • Nº Pozos Completados: 17 • Nº Pozos Activos: 15 Figura 4. Datos básicos y parámetros de producción del campo Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) El método de producción predominante en el Campo Franquera es por levantamiento artificial, utilizando en muchos casos bombeo electro sumergible (BES) requerido para cubrir la deficiencia de energía dentro de la boca del pozo para levantar la columna de petróleo debido principalmente a las altas profundidades de los yacimientos (entre 15.000 a 19.100 pies). Los yacimientos presentan características volumétricas que envuelven un total de 189 MMBN de reservas recuperables, distribuidas mayoritariamente en las unidades de B-1 y B-4 del miembro B-Superior; para un total de 171 MMBN de reservas remanentes aun disponibles en el Campo Franquera. 1.10.2 Área del Campo Moporo. Comprende tanto el área del lago (Moporo Lago) como de tierra (Moporo Tierra) ubicado hacia el este de la Falla de Pueblo Viejo, cuyo yacimiento es el B4 VLG3729, Formación Misoa de edad eoceno medio, situado al sureste del Campo Ceuta. Al igual que muchos yacimientos del Eoceno de la Formación Misoa en la Cuenca de Maracaibo, constituye uno de los reservorios más productivos para la corporación (Chacín et al., 2012). 34 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.10.3 Área de la Ceiba. Se encuentra ubicado en el área de tierra, en la costa este del Lago de Maracaibo, Municipio La Ceiba, Estado Trujillo. Limita con el Campo Moporo al oeste, extendiéndose hasta el límite sur de los Campos Barúa y Motatán por el norte, llegando hasta el flanco andino en su límite sur, dando una superficie total de 1081,62 Km2. Geológicamente los yacimientos del Campo La Ceiba se encuentran en trampas estructurales con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas de orientación NNE-SSO, interactuando con un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O, paralelas al sistema de fallas de rumbo del yacimiento vecino al norte (B4 VLG3729) (Chacín et al., 2012). 1.10.4 Aspectos Geológicos del Campo Franquera. El estudio Integrado Fase II del campo Franquera, se está realizando en conjunto con los campos vecinos Moporo y la Ceiba; a fin de construir un modelo geológico integrado semiregional del área Framolac. El estudio contempla realizar el modelo estático de yacimientos para las unidades de edad Eoceno pertenecientes a las formaciones Misoa y Paují, desde B1 hasta B6, y a los sedimentos suprayacentes de las arenas Basales de Paují (arenas A-9 y A-10). Ver figura 5. 35 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 5. Columna estratigráfica del área Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 1.10.5 Descripción litológica macroscópica Campo Franquera Las descripciones litológicas del Campo Franquera se describen a continuación: Formación Misoa (Arenas B1) 15653’ - 16202’6” : Este cuerpo arenoso consiste de areniscas de color gris claro a oscuro, compactas, cuarzosas, de grano medio a fino en partes muy finos, limosas con bioturbaciones, en parte lutíticas de color gris a gris oscuro, se observan algunas muestras con granos medio a grueso, generalmente micáceas y carbonáceas. 36 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Formación Misoa (Arenas B4) 15653’ - 16202’6”: Esta consiste en areniscas de color gris claro a oscuro, bien estratificadas a macizas, cuarzosas, de grano medio a fino en partes muy finos, limosas con bioturbaciones lutíticas de color gris medio a oscuro, son generalmente micáceas y carbonáceas. 1.12 Características geólogo-tectónicas 1.12.1 Estratigrafía del área de Moporo y Franquera La secuencia estratigráfica que se perfora en el área de Moporo y Franquera, está constituida de lo más reciente (tope) a lo más antiguo (base) por las siguientes formaciones (figura 6): Formación El Milagro (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Arenas friables, finas a gruesas, limos micáceos, interestratificados con arcillas arenosas y lentes lateríticos bien cementados. Estos sedimentos son de aguas dulces y llanas de carácter fluvial y paludal, que se depositaron sobre un amplio plano costanero de poco relieve, y estuvieron expuestos a la meteorización y anegamiento por lo menos tres veces durante el Cuaternario. Formación Onia (Plioceno Tardío-Pleistoceno): Areniscas y limolitas de grano grueso a fino, arcillosas, micáceas y friables, localmente con capas calcáreas. El contacto superior es transicional y ocasionalmente interdigitado con la formación El Milagro (suprayacente). La formación Onia es una de varias formaciones no marinas en la Cuenca de Maracaibo (tal como la formación El Milagro) y de probable correlación lateral con el flanco norandino por medio de las formaciones Carvajal y Necesidad. Existen dudas sobre sus correlaciones a través de la cuenca. Formación La Puerta (Mioceno Tardío): Está compuesta por argilitas abigarradas, limolitas, areniscas macizas y friables. La unidad contiene intercalaciones marinas de menor espesor y está subdividida en tres miembros denominados en secuencia ascendente Poro, Playa y Timoteo. El Miembro Timoteo es el más superior y su contacto es concordante con la formación Onia (suprayacente). El Miembro Playa es 37 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. el intermedio de la formación La Puerta y se caracteriza por su predominio de areniscas que lo distinguen de la litología fundamentalmente arcillosa de los miembros adyacentes (Poro y Timoteo). El Miembro Poro es el más inferior y posee grandes desarrollos de capas de arcilla y menos proporción de areniscas. En general, la formación La Puerta correlaciona en su parte media y tope (miembros Playa y Timoteo) con la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. Formación Lagunillas (Mioceno Medio): En el campo Bachaquero la formación Lagunillas está subdividida en tres miembros, que de base a tope son: Lagunillas Inferior, Laguna y Bachaquero. El Miembro Bachaquero es el superior y está formado por areniscas arcillosas potentes y su contacto es de carácter concordante con el Miembro Poro de la formación La Puerta. El Miembro Laguna es el intermedio de la formación Lagunillas y consiste en alternancias de areniscas bioturbadas correspondiente a canales de marea o estuarinos junto a lutitas fosilíferas depositadas en ambientes marinos de plataforma de aguas someras a medias. El Miembro Lagunilllas Inferior, constituye el intervalo basal de la formación Lagunillas y representa la evolución de un sistema deltáico destacándose hacia su base los depósitos más antiguos correspondientes a canales fluviales (rellenos de paleovalles); progresivamente Lagunillas Inferior-Laguna es concordante y transicional. La formación Lagunillas es equivalente lateral de la formación Isnotú en el Flanco Norte de Los Andes. Formación La Rosa (Mioceno Temprano): Constituida principalmente por sedimentos marinos (predominantemente lutíticos), ha sido subdividida en dos miembros que en orden ascendente son Santa Bárbara y Lutitas de la Rosa (Informal). El miembro Lutitas de La Rosa está constituido primordialmente por lutitas grises marinas, mientras que el miembro Santa Bárbara, está conformado por areniscas arcillosas poco consolidadas. Formación Paují (Eoceno Medio): Esta formación es infrayacente en forma discordante a la Formación La Rosa. Se encuentra constituida de una espesa secuencia de lutitas, claramente diferenciable de las areniscas de la formación Misoa infrayacente. Las lutitas típicas tienen color gris medio a oscuro y son macizas a 38 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. físiles y concrecionarias. Frecuentemente exhiben fractura concoidal. Hacia la base de esta formación existe el desarrollo de unas capas de areniscas glauconíticas. Formación Misoa (Eoceno Temprano): En contacto concordante a la formación Paují se encuentra la formación Misoa. A grandes rasgos, está constituida por areniscas, limolitas y lutitas intercaladas. Las areniscas presentan tamaño de grano variado, pero en general, son de grano fino y gradan a limolitas; son duras, micáceas y carbonáceas. Esta localización se perforó hasta la sub-unidad B-1 de la formación Misoa. Figura 6. Columna estratigráfica generalizada del Campo Ceuta-Tomoporo. Fuente: PDVSA. (2013) 39 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.12.2 Estratigrafía regional campo La Ceiba La secuencia estratigráfica en el campo La Ceiba está constituida de base a tope como se describe a continuación (ver figura 7): La secuencia se inicia con la formación Colón, de edad Cretácico, la cual está integrada por lutitas microfosilíferas de color gris oscuro a negras, posteriormente se depositaron en forma discordante la formación Misoa durante el Eoceno, formada por la intercalación de areniscas y lutitas. Suprayacente a esta, se encuentra en forma discordante los sedimentos de la formación Palmar, correspondientes a intercalaciones de areniscas y argilitas. Posteriormente se depositaron los sedimentos de la formación Isnotú durante el Mioceno, conformados predominantemente por arcillas e intercalaciones de areniscas. Sobre estas formaciones del Mioceno se sedimentaron en forma concordante la formación Betijoque de edad Mio-Plioceno, conformados por conglomerados macizos, arcillas macizas y areniscas poco consolidadas. En forma concordante la cuenca se terminó de rellenar con sedimentos de la formación Carvajal de edad reciente, que consiste de arenas y gravas macizas mal cementadas. La formación Misoa corresponde a la unidad estratigráfica prospectiva en el área y está dividida operacionalmente en los miembros informales denominados “Arenas B” y “Arenas C”. La sección superior de la formación Misoa la integran las “Arenas B" clasificadas en B-Superior (B-1 a B-5) y B-Inferior (B-6 y B-7); mientras que la sección inferior la constituyen las “Arenas C”, divididas a su vez en C-Superior (C1C3) y C-Inferior (C4-C6). Como se mencionó anteriormente, la formación Misoa en el Campo La Ceiba se encuentra erosionada hacia el tope producto de la Discordancia del Eoceno, encontrándose que hacia el norte (Pozo CEI-6X), la Unidad B-1 y parte de B-2 fueron removidas, mientras que hacia el sur (Pozo CEI-3X), la erosión fue mayor, alcanzando incluso hacia la base de la Unidad B-4. Las Unidades B-4 y B-6, son las más prospectivas en el área. Las mismas están separadas verticalmente por una lutita regional (Unidad B-5), de un espesor menor de 500 pies, que separa hidráulicamente las zonas de B Inferior y B Superior. 40 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 7. Columna Estratigráfica Campo La Ceiba. Fuente: PDVSA. (2013) 1.12.3 Geología estructural campo Franquera Estructuralmente, el campo Franquera está constituido por un monoclinal contra la falla normal VLG-3729, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, de rumbo NO-SE con un buzamiento suave de 3º a 5º hacia el sur. Las fallas que lo cruzan son normales y desplazamientos que varían entre 50 y 200 pies. Las fallas principales tienen una dirección preferencial N-S. Esta estructura está delimitada hacia el norte por la Falla VLG-3729 de dirección general O-E y buzamiento al norte, originalmente de tipo normal, la cual fue parcialmente invertida durante el Eoceno Medio y Mioceno, alcanzando saltos verticales entre 50 y 200 pies a nivel del Terciario. Debido al aumento de espesor de los niveles más profundos, el salto inverso solo se observa en los niveles someros, (Paují, Tope de Misoa), mientras que en los niveles subyacentes, el salto es aparentemente normal, aunque el último movimiento de la falla haya sido inverso. El límite oeste lo constituye la falla normal denominada Pasillo 1, que buza hacia el este y tiene una dirección preferencial NNO-SSE, la cual se profundiza hasta el 41 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Paleoceno y presenta saltos verticales de hasta 400 pies. Hacia el este, el límite está definido por una falla normal con buzamiento hacia el este, que se denomina Falla TOM-1, la cual presenta un salto vertical de hasta 600 pies. Hacia el sur la estructura monoclinal es cortada preferencialmente en dirección oeste-este por la falla VLG-3783, con buzamiento al norte y de componente normal, posee saltos verticales que alcanzan los 300 pies aproximadamente. El pozo FRA0003 estructuralmente a nivel del Eoceno (Unidades B-1 y B-4), está ubicada al oeste del bloque homoclinal fallado, el cual a este nivel presenta suaves buzamientos (3-5°). Este bloque monoclinal está delimitado por las fallas principales que enmarca el Campo Franquera y presenta además cortes transversales de fallas secundarias normales e inversas de dirección preferencial NNO-SSE, con saltos que oscilan entre 100-150 pies, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno (Figura 8). Figura 8. Marco Estructural Franquera. Fuente: PDVSA. (2013) 42 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 1.12.4 Geología estructural campo Moporo El yacimiento "B Sup VLG-3729" ha sido dividido estructuralmente en seis regiones, delimitadas por fallas claramente definidas a partir de los levantamientos sísmicos del área. Cada región presenta rasgos estructurales que las diferencian entre sí, tal como se describen a continuación: Los bloques estructurales correspondientes a las regiones 1 y 3, en rasgos generales están conformados por un homoclinal de rumbo ENE-OSO y un buzamiento aproximado de 3 a 7° hacia el sur-sureste, aunque hacia el oeste de ambos bloques estructurales, se observa un cambio en el buzamiento hacia el suroeste, producto de los esfuerzos compresivos contra la falla mayor del yacimiento (Falla VLG-3686). La región 2, está conformada por un homoclinal de rumbo NE-SO, con un buzamiento promedio de 4° al noroeste. La región 4, corresponde a un anticlinal con eje en dirección SO-NE, cuyos flancos poseen un buzamiento entre 5 y 10° hacia el NO, SO y SE. La región 5, está conformada por un anticlinal, cuyo eje se orienta en dirección N-S y un buzamiento entre 3 y 5° al sureste. La región 6 está representada por un homoclinal de rumbo O-E y buzamientos entre 3 y 5° al sur. El yacimiento "B Superior VLG-3729", está limitado como se describe a continuación: Al norte, por la falla normal VLG-3729 de dirección preferencial O-E y buzamiento hacia el norte, la cual separa el área 8 sur del Área 8 Norte, hacia el sur en las regiones 3 y 5, el yacimiento está limitado por un C.A.P. @ -17150' b.n.l., mientras que en la región 6 el límite lo constituye el C.A.P. @ -17270' b.n.l., Al oeste está limitado por la falla inversa VLG-3686 de dirección NO-SE y buzamiento hacia el noreste, la cual separa el área 8 sur del área 2 sur mientras que al este el límite lo constituye la falla normal pasillo 1, de dirección N-S y buzamiento al este (Figura 9). 43 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 9. Marco Estructural Yacimiento B-Superior VLG-3729. Fuente: PDVSA. (2013) 1.12.5 Geología estructural campo La Ceiba El área La Ceiba está localizada entre dos estructuras de carácter regional (ambas de comportamiento transgresivo), al oeste por la Falla de Pueblo Viejo en dirección NNO-SSE, y al este por los sistemas de fallas del Alto de Barúa, con rumbo N-S. Localmente, el área La Ceiba está cortada por dos sistemas de fallas, un sistema de fallas normales NO-SE, relacionadas con la extensión del margen de la cuenca durante el Eoceno y un sistema de fallas inversas E-O, relacionadas con los eventos de compresión de la cuenca durante el Mioceno y la consiguiente subsidencia. El área presenta una alta continuidad, con acumulaciones probadas y estimadas principalmente en las estructuras de pliegues de inversión de las fallas tipo pasillo, propiciados en un sistema de fallas transcurrentes en dirección aproximada E-O 44 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. paralelas al sistema de fallas VLG-3729, VLG-3783 y Ceiba 5; intersectado, a su vez, por el sistema de fallas normales de dirección noreste-sureste de edad Eoceno y el sistema de fallas inversas de edad Mioceno, de dirección NE-SO, creando un grupo de bloques o compartimentos que entrampan el hidrocarburo al nivel de las Arenas B Inferior y Arenas B Superior de la formación Misoa. Se estima que la inversión del sistema de fallas ocurrió durante el período del Eoceno hasta el Mioceno, después de la depositación de las arenas B de la formación Misoa, de edad Eoceno Superior (figuras 10 y 11). Figura 10. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0003, MISB6 CEI0001 y MISB6 CEI0004. Fuente: PDVSA. (2013) 45 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Figura 11. Mapa Estructural de los Yacimientos MISB6 CEI0005 y MISB6 CEI0006. Fuente: PDVSA. (2013) 1.13 Conclusiones Después de analizar el estado del arte de las diferentes morfología de la pirita y las investigaciones que han tributado al conocimiento de la geoquímica de los yacimientos de petróleo, se caracterizaron los yacimientos del Eoceno B Superior de las regiones Franquera, Moporo y La Ceiba, en cuanto a la geología del área en que se encuentran emplazados. Estratigráficamente el área correspondiente a los campos Franquera y Moporo está representada por secuencias terrígenas: areniscas, arcillas, lutitas y argilitas y en ocasiones material calcáreo, que van desde el Eoceno Temprano hasta el Plioceno Tardío-Pleistoceno. El campo La Ceiba está conformado estratigráficamente por unidades cretácicas como la formación Colón, formada por lutitas microfosilíferas y en su tope, la formación Carvajal de edad reciente, constituida por arenas y gravas. 46 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Estructuralmente los tres campos muestran como rasgo común la presencia de fallas normales de dirección noroeste-sureste, aun cuando presentan algunos rasgos tectónicos específicos. 47 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO II. MARCO METODOLÓGICO 2.1 Introducción El marco metodológico es la sección del trabajo que expone la manera de realizar el estudio. La investigación científica requiere que estos sistemas; así como también, las relaciones existentes entre estos, los resultados obtenidos y las evidencias vinculadas con el problema propuesto, reúnan las condiciones de fiabilidad, objetividad y validez interna, para lo cual es necesario delimitar los procedimientos de orden metodológico, con el propósito de dar respuestas a las interrogantes objeto de estudio. Según Balestrini (2001), el marco metodológico de la investigación es: “La instancia referida a los métodos, las diversas reglas, registros, técnicas, y protocolos con los cuales una Teoría y su Método calculan las magnitudes de lo real. De allí pues, se deberán plantear el conjunto de operaciones técnicas que se incorporarán en el despliegue de la investigación en el proceso dela obtención de los datos.” (p. 126). En atención a lo anteriormente expuesto, para alcanzar los objetivos delimitados al inicio de la investigación, fueron implementados diversos procedimientos tecnooperacionales de laboratorio para recopilar los datos relacionados al estudio, con la intención de alcanzar el objetivo general del proyecto, Caracterización Geoquímica y Mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Desde este punto de vista, son desarrollados importantes aspectos relacionados al tipo de estudio y el diseño de la investigación, así como las técnicas e instrumentos de recolección de datos. 2.2 Tipo de investigación Son variados los conceptos y clasificaciones que sobre la investigación científica existen. La investigación es un proceso, una fase, es una forma operativa en la búsqueda de respuestas y soluciones a una problemática. Para resolver un problema desde el punto de vista científico, es conveniente ubicarse en un tipo de investigación, a fin de seleccionar métodos adecuados y procedimientos específicos de trabajo. Según Tamayo (2004), existen tres tipos de investigaciones: la histórica, 48 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. la descriptiva y la experimental, siendo la investigación experimental la que “se presenta mediante la manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento particular.” (p. 47). Conforme a la conceptualización anterior y a los objetivos propuestos, el tipo de investigación es considerada experimental, ya que la misma está orientada a la caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo del Distrito Lago Sur Trujillo, Occidente de Venezuela, a través de la manipulación de variables bajo condiciones controladas que permiten la obtención de resultados, con la finalidad de dar respuesta a dichos objetivos. 2.3 Nivel de la investigación Según Arias (1999) el nivel de investigación “se refiere al grado de profundidad con que se aborda un objeto o fenómeno. Aquí se indicará si se trata de una investigación exploratoria, descriptiva o explicativa”. Basado en estos tres tipos de niveles, la investigación es explicativa debido a que “se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto” (Arias, 1999). 2.4 Diseño de la investigación En relación a la investigación experimental, existen diversos tipos de diseños. Según Balestrini (2001): Un diseño de la investigación se define como el plan global de la investigación que se integra de un modo coherente y adecuadamente correcto, técnicas de recogida de datos a utilizar, análisis previstos y objetivos, el diseño de una investigación intenta dar de una manera clara y no ambigua respuestas a las preguntas planteadas en la misma. (p. 131). De acuerdo a la definición de Balestrini (2001), la investigación es de diseño experimental de laboratorio, pues no solo permite observar, sino recolectar los datos directamente de la realidad objeto de estudio para posteriormente analizar e interpretar los resultados de estas indagaciones en un laboratorio experimental, con el propósito de establecer una relación causa-efecto entre las variables consideradas en la investigación. 49 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.5 Diseño Experimental En los laboratorios de PDVSA-INTEVEP, las muestras de núcleo de las secuencias del yacimiento Eoceno B Superior de la formación Misoa fueron sometidas a diferentes análisis geoquímicos. Los resultados obtenidos a través de los estudios de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy), Difracción de rayos X (DRX) y porcentaje del azufre (S) determinado con el analizador elemental LECO, permitieron evaluar las muestras de núcleo generando una caracterización geoquímica y mineralógica de los pozos del campo Franquera y Moporo. Para ello, es necesario realizar el siguiente procedimiento experimental, el cual está dividido en dos fases: la primera fase referida a la recolección de las muestras de núcleos, para determinar, indagar la morfología de la pirita a través de los estudios de MEB con EDX, DRX y el porcentaje de azufre de las muestras de núcleo determinado con el analizador elemental LECO, donde se llevó a cabo una selección de las profundidades de corte de las muestras, la cual se realizó en la nucleoteca La Concepción, con la ayuda de los especialistas de corte de núcleos, tomando como base los aspectos texturales, mineralogía detrítica y autigénica de las muestras de los pozos VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890 y VLG3891, los pozos FRA-08, TOM-09ST y TOM-25 del estudio de Cantillo (2013) el cual generó un registro mineralógico de todos los pozos que hasta la fecha presentaban análisis de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Luego, la segunda fase, relacionada con la metodología correspondiente a los estudios mineralógicos, tales como difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) con EDX con la finalidad de identificar la presencia de pirita (FeS2), su morfología y estudiar las características texturales de la pirita. 2.6 Métodos y procesamiento 2.6.1 Selección y corte de muestras de núcleo La selección de las profundidades y corte de las muestras fue realizado tomando como base los aspectos texturales y Mineralogía detrital y autigénica de las muestras de los pozos VLG-3863, VLG3873, VLG-3890 y VLG-3891 que contienen presencia de pirita y los pozos FRA-08, TOM-09ST y TOM25 del estudio de Cantillo (2013) que generó un registro mineralógico de todos los pozos que hasta la 50 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. fecha presentaban análisis de Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). 2.6.2 Toma de muestras de núcleo Se recolectaron muestras de núcleo de los pozos: VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890, VLG-3891, FRA-08, TOM-25 y TOM-09ST. Estas muestras fueron recolectadas en la nucleoteca de La Concepción, ubicada en el Estado Zulia. En la figura 12 se muestran lo la ubicación de los pozos donde se tomaron las muestras de núcleos y en la tabla 2 las muestras son relacionadas según la profundidad en que fueron tomadas. Figura 12. Ubicación de los pozos seleccionados para toma de muestra de núcleo. Fuente: PDVSA (2013). Tabla 2. Muestras seleccionadas de las muestras de núcleo N° Muestra Nombre de la Muestra Unidad Estratigráfica Profundidad Núcleo (Pies) 1 VLG-3863 B-4.2 16271'4'' 2 VLG-3863 B-4.8 16584'3'' 3 VLG-3873 B- 4.2 15905'6'' 4 VLG-3873 B- 4.7 16164' 5 VLG-3873 B- 4.8 16191'8'' 6 VLG-3890 B- 1.2 16019'9'' 7 VLG-3890 B- 1.3 16086' 8 VLG-3890 B- 1.6 16287' 51 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 9 VLG-3891 B-1.3 14755 7" 10 VLG-3891 B- 1.4 14824'7'' 11 FRA-08 17082'3'' 12 FRA-08 17149'8'' 13 TOM-09ST 16982'11'' 14 TOM-09ST 17506'1'' 15 TOM-25 B4 16549'9'' 16 TOM-25 17 TOM-25 B4 B4 16607' 16661'2'' 2.6.3 Extracción con equipo Soxhlet La extracción Soxhlet realizada a las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior, se realizó mediante extracción por reflujo Soxhlet, empleando el método EPA 3540C (1996a), es un procedimiento para la extracción de compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles de sólidos tales como suelos, lodos, desechos y núcleos, este método de extracción asegura el contacto íntimo de la matriz de la muestra con el disolvente (Diclorometano) Metodología Extracción Soxhlet La extracción Soxhlet se fundamenta en las siguientes etapas:  La operación comienza por la preparación de la muestra, La muestra con frecuencia debe ser dividida en fragmentos de mayor o menor tamaño. Luego la muestra se carga al cartucho de extracción.  Colocación del solvente en un balón.  Ebullición del solvente (Diclorometano) que se evapora hasta un condensador a reflujo  El condensado cae sobre un recipiente que contiene un cartucho poroso con la muestra en su interior.  Ascenso del nivel del solvente cubriendo el cartucho hasta un punto en que se produce el reflujo que vuelve el solvente con el material extraído al balón. 52 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela.  Se vuelve a producir este proceso la cantidad de veces necesaria para que la muestra quede agotada. Lo extraído se va concentrando en el balón del solvente (diclorometano). 2.6.4 Técnicas geoquímicas de roca total Microscopía Electrónica de Barrido con Energía Dispersiva de Rayos X (Energy dispersive X-Ray spectroscopy). Para la determinación de la morfología de la pirita por medio de microscopia electrónica de barrido (SEM) con EDX, se seleccionaron diecinueve (17) muestras tomadas de los núcleos de los pozos VLG-3863, VLG-3873, VLG-3890, VLG-3891, FRA-08, TOM-09ST y TOM-25, pertenecientes a la Formación Misoa arenas “B” Superior, con el propósito de identificar a detalle la morfología de la pirita y los eventos diagenéticos relevantes, que influyen en la calidad de la roca. De las diecinueve (17) muestras seleccionadas, ocho (8) corresponden a la arena B4, y cinco (5) a la arena B-1 según nomenclatura proporcionada por EEII de PDVSA, de las cuales tres (3) muestras corresponden a sublitorenitas, cuatro (4) a arenitas cuarzosas, una (1) a arenisca calcárea, una (1) a arenisca carbonática, dos (2) Areniscas y una (1) a arenisca sideritizada. Procedimiento analítico: Para el estudio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con EDX, las muestras fueron partidas para generar superficies frescas, seleccionando la cara de la arena a estudiar donde se observe posible presencia de pirita, azufre elemental y tipos de sulfuros de interés. Cada muestra de núcleo fue montada en un soporte de aluminio, fijada con una pega conductiva de plata con la finalidad de que la muestra no se cargue de electrones Las fotomicrografías de SEM son imágenes digitales de electrones secundarios tomadas con una cámara anexa a un microscopio electrónico de barrido que opera a 20kv. Las mismas se realizaron tomando una a baja magnificación de 120 aumentos, con la finalidad de observar de manera general la textura y morfología de la pirita y de la roca en general, e identificar el litotipo. Una última toma a alta magnificación permite detallar morfológicamente los minerales neoformados y su cristalización típica bien definida, si está presente. 53 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La evaluación de los datos cualitativos elementales se realizó en la fotografía de alta magnificación, mediante la Espectroscopia de Rayos X. El proceso de metalización de las muestras para lograr una mejor conductividad de los electrones, incide en una mejor calidad de las imágenes. Difracción de Rayos X. La mineralogía se determinó mediante difracción de rayos X (DRX) usando el método del polvo cristalino. El equipo empleado fue un difractómetro con radiación CuKα (Philips PW-1830). Las muestras se molieron en mortero de ágata (figura 13) hasta que la muestra fue totalmente pulverizada Las condiciones de medida son: Voltaje 40 Kv Intensidad 20 mA Intervalo de barrido (2Θ) 3 - 80º Velocidad de barrido Mortero de Agata Dos grados por minuto Proceso de trituración de la muestra Muestra pulverizada Figura 13. Pulverización de la muestra de núcleo 54 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. La mineralogía de una muestra de núcleo puede ser determinada por difracción de rayos X con el montaje de muestras pulverizadas orientadas al azar. La orientación aleatoria asegura que la incidencia de los rayos X tenga la misma oportunidad de difracción en cualquiera de las caras de la red cristalina de los minerales en la muestra. El uso de una prensa para hacer montajes de muestras pulverizadas orientadas aleatoriamente es indeseable debido a una fuerza excesiva que podría causar una orientación preferencial de los cristales. Aunque alguna orientación es inevitable (minerales laminares tienden hacia alguna orientación preferencial), el método descrito a continuación es suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Las muestras son comúnmente secadas a 60 ºC antes de la preparación y montaje de muestras pulverizadas orientadas aleatoriamente. Las muestras pulverizadas son típicamente radiografiadas entre los ángulos de 2 y 80º, el grado de 2θ (theta) utilizando radiación (CuKα) a una velocidad de escaneo de 2 grados por minuto. 2.6.5 Analizador elemental LECO El contenido de azufre total de las muestras de núcleo se determinaron a través del analizador elemental LECO. El principio de operación del analizador elemental se basa en la combustión completa de la muestra, en condiciones de 950ºC, los compuestos resultantes de la combustión son transportados con ayuda de un gas de arrastre (He) a través del analizador elemental, donde se van separando a través de un sistema de trampas y finalmente se van registrando las señales por medio de detectores específicos para cada elemento. Las señales emitidas por el carbono, hidrógeno y azufre son registrados por un detector infrarrojo a una determinada longitud de onda (nm). El procesamiento de la señal es realizado a través de un software del equipo. Según el equipo utilizado, son medidos teniendo en consideración el peso de la muestra y los datos proporcionados por una muestra patrón obteniéndose de este modo el contenido porcentual de cada elemento en la muestra. Ver figura 14. 55 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra Procesador Datos He O2 CuO Célula IR H2O Célula IR SO2 Célula IR CO2 Célula CT N2 Cu -H2O -H2O -CO2 Figura 14. Fundamentos Físico-Químicos C,H,N y S (LECO) 2.7 Conclusiones Los métodos de investigación expuestos formaron parte de la investigación y fueron aplicados para caracterizar la mineralogía de la muestra del núcleo para poder identificar la morfología y textura de los diferentes tipos de pirita en las Arenas B del yacimiento Eoceno B Superior. 56 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CAPÍTULO III. RESULTADOS 3.1 Introducción A partir de los métodos empleados en la determinación de la cantidad de pirita presente a través del analizador experimental y las características mineralógicas de las muestras del núcleo del yacimiento se procede en este capítulo a analizar los resultados obtenidos. 3.2 Morfología y textura de la pirita en las muestras de núcleo La Pirita diagenética en las lutitas y en las arenas “B” Superior de la formación Misoa en el Distrito Lago Sur Truljillo, presentan dos morfologías diferentes: pirita framboidal, comúnmente asociado con la materia orgánica (bitumen y kerógeno), y la pirita euhedral, asociado con granulos de arcilla detrítico. Estas dos morfologías son únicas. La pirita framboidal está presente en lutitas ricas en arcilla y algunas lutitas ricas en limo. La Pirita euhedral está presente en lutitas ricas en limo y arenas. El control sobre la morfología de la pirita fue probablemente la cantidad y la reactividad de la materia orgánica dentro de los sedimentos depositados. Las lutitas contienen materia orgánica menos reactiva debido a la dilución clástica y depositación en ambientes someros con aguas profundas ricas en oxígeno (O2). Se ha argumentado que la pirita euhedral precipita a partir del agua intersticial sobresaturada con respecto a la pirita pero subsaturada con respecto a monosulfuros de hierro (Goldhaber y Kaplan, 1974; Raiswell, 1982; Wang y Morse, 1996; Rickard, 1997). En contraste, la pirita framboidal se cree comúnmente haber precipitado, a través de intermediarios de monosulfuros de hierro, a partir del agua intersticial sobresaturada con respecto a la pirita y monosulfuros de hierro (Sweeney y Kaplan, 1973; Morse et al, 1987; Roberts y Turner, 1993). 57 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Un control clave en la formación de pirita es la cantidad y la reactividad de la materia orgánica en el sedimento, que controla la tasa a la que el sulfuro es producido por las bacterias reductoras de sulfato (Berner, 1970; Westrich y Berner, 1984). La naturaleza y el estilo de la formación de pirita dependen de si las aguas intersticiales están dominadas por Fe2+ o sulfuro (Canfield y Raiswell, 1991; Raiswell, 1997). 3.3 Contenidos de pirita en las muestras de núcleo A partir del analizador elemental LECO se determinó el contenido porcentual de azufre total de las muestras de núcleo, a partir de ese valor se determinó el valor porcentual de pirita. Esta correlación directa entre concentración de azufre y pirita se ha realizado a partir de los resultados de la difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, donde se corroboró que el mineral con contenido de azufre predominante es la pirita. Los resultados de estas determinaciones se recogen en la tabla 3. 58 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Tabla 3. Porcentaje de pirita (FeS2) a partir del contenido de azufre total de la muestra de núcleo, determinada a través del analizador elemental LECO Muestra VLG-3863 VLG-3863 VLG-3863 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3873 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3890 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 VLG-3891 FRA-08 FRA-08 TOM-09ST TOM-09ST TOM-09ST TOM-09ST TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 TOM-25 Unidad Profundidad EstratiNúcleo gráfica (Pies) B-4.2 16271'4'' B-4.8 16584 3" B-4.8 16584 3" B- 4.2 15905'6'' B- 4.2 15905 6" B- 4.2 15905 6" B- 4.7 16164' B- 4.7 16164 B- 4.7 16164 B- 4.8 16191 8" B- 4.8 16191 8" B- 1.2 16019'9'' B- 1.2 16019 9" B- 1.3 16086' B- 1.3 16086 B- 1.3 16086 B- 1.6 16287 B- 1.6 16287 B-1.3 14755 7" B-1.3 14755 7" B- 1.4 14824'7'' B- 1.4 14824 7" B- 1.4 14824 7" * 17082'3'' * 17149'8'' * 16982 11" * 16982 11" * 17506 1" * 17506 1" B4 16549'9'' B4 16549 9" B4 16549 9" B4 16607' B4 16607 B4 16607 B4 16661'2'' B4 16661 2" B4 16661 2" Peso (mg) S % FeS2 % Clasificación de la Roca según Pettijohn (1987) 2,608 4,290 3,300 2,348 3,010 3,822 2,496 1,183 3,555 3,741 3,690 2,846 2,996 2,902 3,110 3,238 3,832 3,410 3,826 3,748 2,735 1,270 0,963 2,853 2,941 3,946 3,722 0,940 1,018 3,226 3,236 3,767 3,096 1,014 1,059 3,190 3,356 3,511 0,190 0,320 0,398 0,510 0,595 0,501 0,330 0,435 0,562 0,091 0,110 0,521 0,507 0,264 0,232 0,283 0,520 0,335 0,323 0,381 0,337 0,403 0,345 0,342 0,150 0,630 0,466 0,080 0,148 2,334 1,688 2,014 0,770 0,258 0,305 0,973 0,860 0,762 0,355 0,599 0,745 0,954 1,113 0,937 0,617 0,814 1,051 0,170 0,206 0,975 0,949 0,494 0,434 0,529 0,973 0,627 0,604 0,713 0,630 0,754 0,645 0,640 0,280 1,179 0,872 0,150 0,277 4,370 3,158 3,768 1,441 0,483 0,571 1,820 1,609 1,426 Arenita Cuarzosa Arenita Cuarzosa Arenita Cuarzosa Sublitarenita Sublitarenita Sublitarenita Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenita cuarzosa Arenisca Calcárea Arenisca Calcárea Arenisca Carbonática Arenisca Carbonática Arenisca Carbonática Arenisca Arenisca Arenisca Arenisca Arenisca Arc. Sideritizada Arenisca Arc. Sideritizada Arenisca Arc. Sideritizada Sublitorenita Sublitorenita Sublitorenita Sublitorenita Arenisca Arcósica * Unidades estratigráficas no determinadas 59 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.4 Caracterización mineralógica de las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno B-Superior En la caracterización de las muestras del núcleo desde el punto de vista mineralógico se utilizó la técnica de Microscopía electrónica de barrido (Scanning Electron Microscope) con EDX y los datos aportados por la difracción de rayos X (DRX). La composición mineralógica cualitativa reportada por los ambos métodos es comparada al final del análisis de cada muestra. 60 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 1: VLG-3863 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16271'4'' Empaquetados esféricos y subesféricos compactos de microscristales de framboides del mismo tamaño y hábito, compuestos de pequeños cristalitos estrechamente empaquetados, Los framboides se presentan como cristales aislados, tales como los que se observan en la figura 15. La morfología es distintiva y fácilmente reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides forman una esfera de 10 um de diámetro y los pequeños cristalitos están alrededor de 1 um o menores. Figura 15. Muestra VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' 61 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 16) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 15), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 1) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,011 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08; la montmorillonita posiblemente rodea a los agregados microscópicos esféricos de framboides. En la tabla 4 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 16. Espectro de Rayos X (EDX) de la muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' Tabla 4. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16271'4'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3863 16271'4'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Siderita Cuarzo + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,355 62 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 2: VLG-3863 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16584'3'' Agregados esféricos y subesféricos de microscristales de framboides piritoédricos (figura 17). Los framboides piritoédricos reconocibles en la foto a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides euhedrales tienen 4 um de diámetro aproximadamente, también se observan pequeños cristalitos menores a 1 um. Figura 17. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' 63 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 18) realizado en la toma magnificada (circulo rojo figura 17), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 2) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,19 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08; la montmorillonita posiblemente rodea a los agregados microscópicos esféricos de framboides piritoédricos. En la tabla 5 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 18. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' Tabla 5. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3863 16584'3'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Dolomita Cuarzo + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,672 64 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 3: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 15905'6'' Empaquetados esféricos y subesféricos compactos de microscristales de framboides del mismo tamaño y hábito, compuestos de pequeños cristalitos estrechamente empaquetados, los framboides se presentan como cristales aislados, además se observan una serie de framboides rellenando oquedades irregulares más o menos longitudinales y pequeños cristales aislados tales como los que se observan en la figura 19. La morfología es reconocible en la microfrafía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los agregados de framboides forman una esfera de 8 um de diámetro y los pequeños cristalitos están alrededor de 1 um o menores. Figura 19. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' 65 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 20) realizado en la toma magnificada (círculo rojo de la figura 19), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, magnesio y sodio (Anexos Muestra 3) revelan la posible presencia de illita (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10((OH)2,(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,98 semejante a la relación teórica de la illita de 2,8. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de nucleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 6 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa revelan la posible presencia de Figura 20. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' Tabla 6. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita VLG-3873 15905'6'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + jarosita + pirita + albita + ilmenita Cuarzo + illita + Pirita 1,002 66 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 4: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16164' Agregados microscópicos subesféricos de microscristales de framboides irregulares los cuales presentan hábitos y tamaños similares, aislados en la masa de cuarzo detrítica con tamaños tales como los que se observan en la figura 21. La morfología es reconocible en la foto obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los framboides irregulares están alrededor de 5 um a 18 um aproximadamente. Figura 21. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' 67 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 22) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 21), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno revelan la posible presencia de cuarzo, potasio, aluminio, magnesio y silicio (Anexos Muestra 4) revelan la posible presencia de illita (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10((OH)2,(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,98 semejante a la relación teórica de la illita de 2,8. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 7 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa. Figura 22. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' Tabla 7. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) VLG-3873 16164' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + jarosita Composición mineralógica % Pirita Cualitativa (MEB) Cuarzo + Pirita 0,828 68 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 5: VLG-3873 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16191'8'' Agregados microscópicos esféricos y subesféricos de microscristales de framboides y pirita octaédrica se observan en la figura 23, los framboides se presentan como cristales aislados rellenando oquedades irregulares la morfología es reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). La pirita octaédrica con un tamaño de 2 um aproximadamente y los pequeños cristalitos framboidales menores a 0,5 um. Figura 23. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' 69 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 24) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 23), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, (Anexos Muestra 5) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,09 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. Figura 24. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' Tabla 8. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) VLG-3873 16191'8'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita Composición mineralógica % Pirita Cualitativa (MEB) Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,188 70 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 6: VLG-3890 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16019'9'' Agregados esféricos de microscristales de framboides del mismo tamaño y morfología, también se visualiza en la micrografía pirita octaédrica, los framboides se presentan como cristales aislados tales como los que se observan en la figura 25. La morfología es reconocible en la foto obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los pequeños cristalitos de framboides son de 0,8 um aproximadamente de diámetro y el tamaño de la pirita octaédrica entre 1,5 um y 7 um. Figura 25. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' 71 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 26) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 25), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), aluminio, silicio, sodio, calcio y magnesio (Anexos Muestra 6) revelan la posible presencia de esmectita (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) (montmorillonita) dada por la relación Si/Al 1,91 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita. En la tabla 9 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 26. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' Tabla 9. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' Muestra VLG-3890 Profundidad Núcleo (Pies) Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) % Pirita 16019'9'' Cuarzo (fase principal) + Calcita + Dolomita + Microclina + Caolinita + Yeso Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,962 72 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 7: VLG-3890 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 16086' Presencia de cristales euhedrales con rangos de tamaños similares a los que presentan los framboides (figura 27), es bastante común en ambientes naturales con posible relación genética con las morfologías framboidales. La morfología es reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los cristales euhedrales tienen un tamaño 1um aproximadamente. Figura 27. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' 73 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 28) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 27), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno (Anexos muestra 7) revelan la posible presencia de cuarzo. En la tabla 10 se muestra la comparación de la composición mineralógica cualitativa Figura 28. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' Tabla 10. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' Muestra Profundidad Núcleo (Pies) VLG-3890 16086' Composición mineralógica Cualitativa (DRX) Composición mineralógica Cualitativa (MEB) Cuarzo + Calcita + Caolinita Cuarzo (fase principal) + + Microclina + Dolomita + Pirita Pirita + Illita % Pirita 0,486 74 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 9: VLG-3891 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 14755'7'' Empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides del mismo tamaño y hábito, además se observan una serie de pequeños cristales framboidales aislados rellenando oquedades irregulares, también pirita octaédrica coexistiendo con la pirita framboidal como se observa en la figura 29. La morfología es distintiva y fácilmente reconocible en la micrografía obtenida a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los empaquetados esféricos compactos de framboides tienen 5 um de diámetro, los pequeños cristalitos están alrededor entre 0,3 um y 0,8 um y la pirita octaédrica un tamaño de aproximado de 4 um. Figura 29. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' 75 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 30) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 29), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2). Los contenidos de aluminio, silicio, sodio y magnesio (Anexos muestra 9) revelan la posible presencia de esmectita (montmorillonita) (Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2•n(H2O) dada por la relación Si/Al de 2,30 semejante a la relación teórica de la montmorillonita de 2,08, A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde creció los framboides y la pirita octaédrica. Figura 30. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' Tabla 11. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' Muestra VLG-3890 Profundidad Composición mineralógica Composición mineralógica % Pirita Núcleo (Pies) Cualitativa (DRX) Cualitativa (MEB) 14755'7'' Cuarzo (fase principal) + Caolinita + Siderita + pirita Cuarzo (fase principal) + Esmectita (montmorillonita) + Pirita 0,659 76 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de Núcleo 10: VLG-3891 Edad de la formación: Formación Misoa, Edad Eoceno. Profundidad de la muestra: 14824'7'' Agregados subesféricos de microscristales de framboides irregulares los cuales presentan hábitos y tamaños similares, aislados en la masa de cuarzo detrítica con tamaños tales como los que se observan en la figura 31. Los framboides irregulares reconocibles en la micrografía a partir del detector de electrones retrodispersados (Backscattered Electrons (BSED)). Los framboides irregulares tienen un tamaño entre 2 y 5 um aproximadamente. Figura 31. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' 77 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. EDX: Análisis elemental (figura 32) realizado en la toma magnificada (círculo rojo figura 31), revela la composición de Fe y S confirmando la identificación de pirita (FeS2), silicio y oxígeno revelan la presencia de cuarzo, aluminio, silicio, sodio, magnesio y potasio (Anexos Muestra 10) revelan la posible presencia de una matriz arcillosa. A pesar de la extracción soxhlet de las muestras de núcleo con diclorometano durante la preparación previa, la presencia de contenido de carbono indica que quedó materia orgánica dentro de las oquedades donde crecieron los framboides de pirita y espacios intersticiales de la pirita Figura 32. Energía Dispersiva en el Espectro de Rayos X (EDX) Muestra Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' Tabla 12. Composición mineralógica cualitativa muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' Muestra VLG-3891 Profundidad núcleo (pies) Composición mineralógica cualitativa (DRX) Composición mineralógica cualitativa (MEB) % pirita 14824'7'' cuarzo (fase principal) + illita + siderita + caolinita + clinocloro + pirita cuarzo (fase principal) + illita + pirita 0,677 78 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.5 Conclusiones La aplicación de los métodos de investigación permitieron determinar en las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo las siguientes características: La fase principal constituyente del esqueleto mineral es el cuarzo. En la muestras analizadas se observaron arcillas de composición variada, del tipo esmectita (montmorillonita) asociada generalmente a las muestras líticas con matriz arcillosa, hasta caolinita e illita relacionadas con areniscas de madurez avanzada y posterior formación de minerales autigénicos. A todas las muestras se les determinó presencia de pirita con cuatro morfologías diferentes, las cuales se caracterizan por:  empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides, típicos de condiciones en que existe exceso de Fe, con formas esféricas y subesféricas con un tamaño entre 0,3um y 1,0 um.  Framboides euhedrales con un tamaño de 4 um de diámetro aproximadamente  framboides piritoedricos con un tamaño de 4 um aproximadamente  pirita octaédrica con un tamaño entre 1,5 um y 7 um. 79 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones Después de haber desarrollado el complejo de métodos de la investigación sobre las muestras de núcleo del yacimiento Eoceno “B” Superior Formación Misoa, Distrito Lago Sur Trujillo, se arriba a las siguientes conclusiones:  El contenido de pirita en las muestras de núcleo a partir del cálculo del azufre inorgánico elemental oscila entre 0,150% y 4,370%, alcanzando un valor promedio de 0,941 % FeS2.  La morfología de framboides simples o en agregados de microcristales equigranulares de pirita son las texturas dominantes confirmando lo que estos autores (Sweeney y Kaplan 1973; Perry y Pedersen 1993) argumentan que la morfología más común de la pirita en ambientes sedimentarios es la framboidal.  A todas las muestras se les determinó presencia de pirita con cuatro morfologías diferentes, las cuales se caracterizan por:  Empaquetados esféricos compactos de microcristales de framboides, típicos de condiciones en que existe exceso de Fe, con formas esféricas y subesféricas con un tamaño entre 0,3um y 1,0 um.  Framboides irregulares con un tamaño entre de 5 a 18 um aproximadamente.  Framboides euhedrales con un tamaño de 4 um de diámetro aproximadamente  Framboides piritoedricos con un tamaño de 4 um aproximadamente  pirita octaédrica con un tamaño entre 1,5 um y 7 um. 80 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela.  La acumulación de materia orgánica en estos sedimentos como elemento fundamental, el exceso de hierro y presencia de bacterias sulfato reductoras favoreció la formación de pirita (FeS2).  La presencia predominante de pirita en todas las muestras de núcleo de las arenas “B” de la formación Misoa permite inferir un ambiente deltaico con influencia marina.  El uso combinado de las técnicas de Microscopía electrónica de barrido (Scanning Electron Microscope) con EDX y los datos aportados por la difracción de rayos X (DRX) permitieron caracterizar desde el punto de vista mineralógico las muestras de núcleo. La composición mineralógica cualitativa según la DRX muestra al cuarzo como fase principal, así como la presencia de caolinita, siderita, illita, dolomita y pirita. Otros minerales con menor representación presentes en las muestras son albita, ilmenita, jarosita, calcita, microclina, yeso y clinocloro. Los resultados de la MEB con EDX por su parte muestran también al cuarzo como fase mineralógica principal, el cual aparece acompañado esmectita (montmorillonita) y pirita, exceptuando una muestra que también presenta illita  En la muestras analizadas se observaron arcillas de composición variada, del tipo esmectita (montmorillonita) asociada generalmente a las muestras líticas con matriz arcillosa, hasta caolinita e illita relacionadas con areniscas de madurez avanzada y posterior formación de minerales autigénicos. 81 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Recomendaciones.  Realizar análisis isotópico del azufre (δ34S) a las muestras de núcleo que contienen pirita, para obtener información de cómo precipitaron la pirita framboidal y euhedral durante la diagénesis, a partir de cuales sitios de suministro y mecanismos de formación.  Realizar una selección más amplia del área de estudio que incluya un mayor número de pozos.  Se propone realizar el análisis de microsonda electrónica (EPMA) a las muestras de núcleo de las arenas “B” de la formación Misoa del area FRAMOLAC, para obtener información cualitativa y cuantitativa en análisis elemental para volúmenes micrométricos en la superficie de la muestra de núcleo. es la técnica disponible más precisa y exacta en el ámbito del microanálisis, pudiendo analizarse todos los elementos desde el Berilio hasta el Uranio. 82 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALFRED V. HIRNER, BRIAN W. ROBINSON. Genetic Relationship Between Elementary, Organic, and Pyritic Sulfur in Sediments. 1992. ALONSO-AZCÁRATE, J.; et al. Estudio textural e isotópico de los sulfuros diseminados en los sedimentos de la cuenca de Cameros (La Rioja, España). 1999. BALESTRINI, M. Como se elabora un proyecto de investigación. Consultores Asociados. 248 p. 2001. BORREGO, J.; MONTEVERDE, J.; MORALES, J.A., CARRO, B.; N. LÓPEZ. Morfología de la pirita diagenética en sedimentos recientes del estuario del Río Odiel (SO de España). 2003. BRUCHERT, VOLKER; et al. Abundance and isotopic composition of organic and inorganic sulfur species in laminated and bioturbated sediments from hole 893a, Santa Barbara basin. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, Vol. 146 (Pt. 2). 1995. CENTENO, J. Estudio de la Interacción de la interacción de H2S y CO2 con el material cementante utilizado en la construcción de pozos petroleros. 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KILLOPS, S.; KILLOPS, V. Introduction to Organic Geochemistry. Second Edition Blackwell Publishing.USA. 393 p. 2005. PALOMARES, RAÚL. Procesos mineralógicos y geoquímicos en chimeneas submarinas de carbonatos metanógenos del golfo de cádiz: biogeomarcadores framboidales de sulfuros y oxihidróxidos de hierro. Trabajo de Grado. Universidad Complutense de Madrid, 213p. 2008 SEAL, ROBERT. Sulfur Isotope Geochemistry of Sulfide Minerals. Reviews in Mineralogy & Geochemistry. Vol. 61, pp. 633-677. 2006. TAMAYO, M. El proceso de la investigación científica: incluye evaluación y administración de proyectos de investigación. Limusa, 440 p. 2004. TAYLOR, K.G.; MACQUAKER, J.H.S. Early diagenetic pyrite morphology in a mudstone-dominated succession: the Lower Jurassic Cleveland Ironstone Formation, eastern England. 1999. VASQUEZ, J. Comportamiento geoquímico de las interacciones fluido-fluido enyacimientos de crudos extrapesados provenientes de los pozos del Distrito Cabrutica, Faja Petrolífera del Orinoco. Trabajo de Grado, Universidad NacionalExperimental de las Fuerzas Armadas (UNEFA), 183 p. 2012. WILKIN, R. T.; BARNES, H. L.; BRANTLEY, S. L. The size distribution of framboidal pyrite in modern sediments: An indicator of redox conditions. Elsevier Science. 1996. 84 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. ANEXOS 85 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 1. VLG-3863. Edad Eoceno, profundidad 16271'4'' (Muestra 1) Anexo 2. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 86 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 3. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 87 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 4. Muestra VLG-3863, Edad Eoceno, 16584'3'' (Muestra 2) 88 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 5. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 89 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 6. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 90 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 7. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 91 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 8. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 15905'6'' (Muestra 3) 92 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 9. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 93 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 10. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 94 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 11. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16164' (Muestra 4) 95 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 12. Muestra VLG-3873, Edad Eoceno, 16191'8'' (Muestra 5) 96 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 13. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' (Muestra 6) 97 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 14. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16019'9'' (Muestra 6) 98 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 15. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' (Muestra 7) 99 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 16. Muestra VLG-3890, Edad Eoceno, 16086' (Muestra 7) 100 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 17. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14755'7'' (Muestra 9) 101 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 18. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' (Muestra 10) 102 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Anexo 19. Muestra VLG-3891, Edad Eoceno, 14824'7'' (Muestra 10) 103 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 1 DRX: VLG-3863 (16271'4''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name RT-16271 File name F:\Frank Cabrera\RT-16271.RD Sample Identification RT-16271 Measurement Date / Time 10/09/2014 01:39:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 104 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-16271 15000 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-078-1252 01-083-1764 01-080-0886 10 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 105 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM [°2Th.] d-spacing Rel. [Å] Int. [%] Tip width [°2Th.] Matched by 12.3179 20.7968 24.7969 39.39 2978.56 28.77 0.1313 0.1186 0.0996 7.17977 4.26778 3.58764 0.23 17.73 0.17 0.1575 0.1424 0.1195 3.35120 100.00 0.1481 0.1834 2.79000 0.12 0.2200 1314.98 24.81 701.97 0.1217 0.3531 0.1156 2.46222 2.33528 2.28530 7.83 0.15 4.18 0.1461 0.4237 0.1387 40.2605 479.35 0.1476 2.24008 2.85 0.1771 42.3889 563.77 0.1297 2.13064 3.36 0.1556 44.7130 45.7221 38.35 488.61 0.1045 0.1147 2.02514 1.98276 0.23 2.91 0.1254 0.1376 50.0875 54.8165 2640.23 627.63 0.1008 0.1304 1.81970 1.67337 15.72 3.74 0.1209 0.1564 55.2755 153.15 0.1693 1.66056 0.91 0.2032 57.1921 38.78 0.1070 1.60938 0.23 0.1284 59.9031 1048.96 0.1335 1.54286 6.25 0.1602 63.9648 153.38 0.1441 1.45433 0.91 0.1729 65.0601 65.7278 67.7009 30.24 43.55 637.52 0.1629 0.1058 0.1333 1.43247 1.41953 1.38288 0.18 0.26 3.80 0.1955 0.1269 0.1600 68.1316 1199.96 0.2836 1.37518 7.14 0.3403 01-080-0886 01-078-1252 01-0831764; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0831764; 01080-0886 01-078-1252 01-080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01083-1764; 01-080-0886 01-080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-0781252; 01080-0886 01-080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01083-1764 01-0781252; 01083-1764; 26.5774 16795.05 0.1234 32.0543 19.94 36.4617 38.5197 39.3965 106 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 73.4060 75.5876 262.54 241.29 0.1302 0.1640 1.28884 1.25697 1.56 1.44 0.1563 0.1968 77.6038 168.50 0.1278 1.22927 1.00 0.1534 01-080-0886 01-078-1252 01-0781252; 01083-1764 01-078-1252 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Name Displaceme nt [°2Th.] Scale Factor Chemical Formula * 01-078-1252 87 Quartz $alpha, syn 0.000 0.918 Si O2 * 01-083-1764 14 Siderite 0.000 0.006 Fe ( C O3 ) * 01-080-0886 12 Kaolinite 0.000 0.017 Al2 ( Si2 O5 ) ( O H )4 5.- Difractograma Original. 107 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 2 DRX: VLG-3863 (16584'3''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name VGL-3863_16584'3'' File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16584'3''\VGL3863_16584'3''.RD Sample Identification RT-16584 Measurement Date / Time 10/09/2014 02:09:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 108 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 20000 VGL-3863_16584'3'' 10000 0 10 20 30 40 50 60 70 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 01-074-1687 01-075-0938 20 30 40 50 60 90 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 109 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Int. Tip width [°2Th.] [Å] [%] [°2Th.] Matched by 12.3000 15.24 0.0900 7.19616 0.08 0.1080 01-075-0938 20.8045 3670.68 0.1070 4.26623 20.25 0.1285 01-083-2465; 01-075-0938 23.9694 26.65 0.1690 3.70960 0.15 0.2028 01-074-1687 26.5919 18125.18 0.1138 3.34940 100.00 0.1366 01-083-2465 30.7387 106.84 0.1935 2.90634 0.59 0.2321 01-074-1687 36.4915 1741.70 0.0958 2.46029 9.61 0.1149 01-083-2465 38.3702 56.39 0.1687 2.34403 0.31 0.2025 01-075-0938 39.4014 1113.53 0.1178 2.28503 6.14 0.1414 01-083-2465 40.2175 490.23 0.1320 2.24052 2.70 0.1584 01-083-2465; 01-075-0938 42.3818 768.52 0.1210 2.13098 4.24 0.1452 01-083-2465; 01-075-0938 45.7233 469.77 0.1365 1.98272 2.59 0.1638 01-083-2465 50.0720 1805.26 0.1325 1.82023 9.96 0.1590 01-083-2465 54.8322 692.52 0.1296 1.67293 3.82 0.1555 01-083-2465; 01-075-0938 55.2656 230.01 0.1082 1.66083 1.27 0.1299 01-083-2465 57.1970 50.10 0.1291 1.60925 0.28 0.1549 01-083-2465 59.8984 1356.86 0.1252 1.54297 7.49 0.1503 01-083-2465; 01-074-1687 63.9974 298.24 0.1196 1.45367 1.65 0.1436 01-083-2465; 01-075-0938 65.0518 30.22 0.2320 1.43263 0.17 0.2784 01-075-0938 65.7354 50.25 0.1515 1.41938 0.28 0.1818 01-083-2465 67.7032 997.66 0.1489 1.38283 5.50 0.1787 01-083-2465 68.1550 912.15 0.2630 1.37476 5.03 0.3156 01-083-2465; 01-075-0938 73.4146 243.15 0.1339 1.28871 1.34 0.1607 01-083-2465; 01-075-0938 110 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 75.5967 359.65 0.1450 1.25684 1.98 0.1740 01-083-2465; 01-075-0938 77.6068 402.08 0.1476 1.23025 2.22 0.1771 01-083-2465; 01-075-0938 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displaceme Scale Name nt [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-083-2465 35 Quartz 0.000 0.935 Si O2 * 01-074-1687 10 Dolomite 0.000 0.012 Ca Mg ( C O3 )2 * 01-075-0938 5 Kaolinite 0.000 0.097 Al2 Si2 O5 ( O H )4 5.- Difractograma Original. 111 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 3 DRX: VLG-3873 (15905'6''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-15905 F:\Frank Cabrera\VGL-3863_15905'6''\RT-15095.xrdml RT-15095 Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 10/09/2014 03:41:18 p.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0251 End Position [°2Th.] 79.9751 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 99.4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0.4354 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 112 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-15095 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-001-0527 01-071-1777 00-001-1295 00-001-0739 01-075-1212 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 113 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. Height [cts] FWHM [°2Th.] [°2Th.] d-spacing Rel. Int. [Å] [%] Tip width [°2Th.] Matched by 12.3068 190.25 0.1547 7.18624 1.43 0.1857 00-001-0527 17.4244 45.82 0.3121 5.08544 0.34 0.3746 01-071-1777 18.7503 120.82 0.0972 4.72871 0.91 0.1166 19.9730 91.04 0.6567 4.44191 0.68 0.7881 00-001-0527 20.8013 2303.36 0.1092 4.26686 17.32 0.1310 01-0832465; 00001-0527 23.9728 503.54 0.1476 3.71215 3.79 0.1771 01-075-1212 24.8192 171.13 0.1476 3.58744 1.29 0.1771 00-0010527; 01071-1777 26.6111 13296.71 0.1476 3.34980 100.00 0.1771 01-083-2465 27.9258 69.05 0.5028 3.19237 0.52 0.6033 00-001-0739 28.5636 79.24 0.1968 3.12511 0.60 0.2362 01-0711777; 00001-1295 29.0732 72.04 0.2952 3.07148 0.54 0.3542 01-071-1777 30.0088 39.01 0.2460 2.97782 0.29 0.2952 01-0711777; 00001-0739 32.8782 35.52 0.2101 2.72194 0.27 0.2522 01-075-1212 34.9127 56.79 0.2952 2.56997 0.43 0.3542 00-0010527; 00001-0739 35.4500 58.75 0.0900 2.53224 0.44 0.1080 01-075-1212 36.4955 1217.92 0.1252 2.46002 9.16 0.1503 01-083-2465 114 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 38.4316 71.69 0.1476 2.34237 0.54 0.1771 00-0010527; 01071-1777; 01-075-1212 39.4172 961.17 0.1235 2.28415 7.23 0.1482 01-0832465; 01071-1777 40.2448 361.04 0.1329 2.23907 2.72 0.1595 01-083-2465 42.3946 439.33 0.1332 2.13037 3.30 0.1599 01-0832465; 00001-0739 44.5704 46.94 0.1968 2.03297 0.35 0.2362 01-071-1777 45.7375 439.91 0.1326 1.98213 3.31 0.1592 01-0832465; 00001-0527; 01-0711777; 00001-0739 47.8699 28.54 0.1712 1.89870 0.21 0.2054 00-0010527; 00001-0739 50.0983 1395.86 0.1324 1.81934 10.50 0.1589 01-083-2465 53.6128 32.40 0.1544 1.70807 0.24 0.1853 01-075-1212 54.8418 377.56 0.1362 1.67266 2.84 0.1635 01-0832465; 00001-0527; 00-001-0739 55.2799 128.02 0.1760 1.66043 0.96 0.2112 01-0832465; 01071-1777 57.1861 48.38 0.1417 1.60953 0.36 0.1700 01-0832465; 01075-1212 115 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 59.9063 1116.05 0.1357 1.54278 8.39 0.1628 01-0832465; 00001-0527; 01-0711777; 01075-1212 62.1681 19.61 0.9444 1.49197 0.15 1.1332 00-0010527; 01075-1212 63.9819 139.98 0.1261 1.45398 1.05 0.1513 01-0832465; 00001-1295 65.7475 37.76 0.1330 1.41915 0.28 0.1596 01-0832465; 01071-1777; 01-075-1212 67.6936 514.30 0.1424 1.38301 3.87 0.1709 01-0832465; 01071-1777; 00-001-0739 68.1375 668.96 0.2605 1.37507 5.03 0.3126 01-0832465; 01071-1777; 00-001-0739 73.4220 128.39 0.1675 1.28860 0.97 0.2009 01-0832465; 00001-0527 75.6055 213.78 0.1776 1.25672 1.61 0.2131 01-083-2465 77.6463 134.07 0.1659 1.22871 1.01 0.1991 01-0832465; 01071-1777 116 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-083-2465 79 Quartz 0.000 0.880 Si O2 * 00-001-0527 40 Kaolinite 0.000 0.011 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-071-1777 30 Jarosite, syn 0.000 0.016 K ( Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 ) * 00-001-1295 3 Pyrite 0.000 0.022 Fe S2 * 00-001-0739 15 Albite 0.000 0.011 Na Al Si3 O8 * 01-075-1212 26 Ilmenite, syn 0.000 0.011 Fe Ti O3 5.- Difractograma Original. 117 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 4 DRX: VLG-3873 (16164'), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16164-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16164'\16164-RT.RD Sample Identification VLG-3873 16164'RT Measurement Date / Time 28/08/2014 06:34:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 118 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16164-RT 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 00-010-0443 01-085-0796 00-014-0164 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 119 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Int. [°2Th.] [Å] [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.2000 22.28 0.0900 7.25492 0.19 0.1080 00-014-0164 17.4503 14.32 0.9840 5.08215 0.12 1.1808 00-010-0443 20.7077 2797.06 0.1356 4.28594 23.91 0.1627 01-085-0796 26.4990 11700.62 0.1334 3.36093 100.00 0.1601 01-085-0796; 00014-0164 28.6750 9.98 0.0900 3.11322 0.09 0.1080 00-010-0443; 00014-0164 28.9590 22.05 0.4023 3.08078 0.19 0.4828 00-010-0443; 00014-0164 34.7781 14.57 0.6340 2.57747 0.12 0.7608 00-014-0164 36.4054 675.00 0.1226 2.46591 5.77 0.1472 01-085-0796 39.3634 1543.02 0.1067 2.28715 13.19 0.1281 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 40.1631 491.89 0.1084 2.24343 4.20 0.1300 01-085-0796; 00014-0164 42.3239 530.06 0.1274 2.13376 4.53 0.1529 01-085-0796; 00014-0164 44.5403 214.99 0.1770 2.03259 1.84 0.2124 45.6794 524.34 0.1269 1.98452 4.48 0.1523 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 50.0257 1603.68 0.1295 1.82181 13.71 0.1554 00-010-0443; 01085-0796 54.7630 314.78 0.1200 1.67488 2.69 0.1440 01-085-0796; 00014-0164 120 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 55.2189 177.31 0.1268 1.66213 1.52 0.1522 01-085-0796; 00014-0164 57.1309 35.29 0.1330 1.61096 0.30 0.1596 01-085-0796; 00014-0164 59.8472 1470.72 0.1201 1.54417 12.57 0.1441 00-010-0443; 01085-0796; 00-0140164 63.9036 187.47 0.1214 1.45558 1.60 0.1456 01-085-0796 65.6775 33.02 0.1133 1.42049 0.28 0.1359 01-085-0796 67.6445 846.32 0.1221 1.38389 7.23 0.1465 01-085-0796 68.0446 700.42 0.2584 1.37673 5.99 0.3101 01-085-0796 73.3664 181.94 0.1418 1.28944 1.55 0.1701 01-085-0796 75.5572 304.37 0.1291 1.25740 2.60 0.1549 01-085-0796 77.5555 273.69 0.1171 1.22992 2.34 0.1406 01-085-0796 4.- Lista de Fases Identificadas Visible * Ref. Code 00-010-0443 Score 18 Compound Displacement Name [°2Th.] Jarosite -0.035 Scale Chemical Formula Factor 0.026 K Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 * 01-085-0796 95 Quartz -0.125 1.008 Si O2 * 00-014-0164 9 Kaolinite- 0.038 0.113 Al2 Si2 O5 ( O H )4 1\ITA\RG 121 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 122 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 5 DRX: VLG-3873 (16191'8''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16198-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3863_16191'8''\16198-RT.RD Sample Identification VGL-3873 16191'8''RT Measurement Date / Time 29/08/2014 12:52:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 123 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16198-RT 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 00-001-0527 01-085-0930 20 30 40 50 60 70 80 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 124 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.1733 28.80 0.1936 7.26475 0.26 0.2323 00-001-0527 20.7413 3331.42 0.1420 4.27907 29.51 0.1704 01-085-0930 24.1316 53.49 0.1443 3.68503 0.47 0.1731 26.4780 11289.21 0.1438 3.36356 100.00 0.1726 01-085-0930 36.3657 775.68 0.1322 2.46851 6.87 0.1587 01-085-0930 38.2306 39.00 0.2505 2.35227 0.35 0.3006 00-001-0527 39.2964 659.05 0.1338 2.29089 5.84 0.1605 01-085-0930 40.1304 343.68 0.1381 2.24519 3.04 0.1657 01-085-0930 42.3216 773.72 0.1481 2.13387 6.85 0.1778 01-085-0930 45.6364 431.60 0.1408 1.98629 3.82 0.1689 01-085-0930 49.9942 1334.21 0.1394 1.82288 11.82 0.1672 01-085-0930 54.7370 439.36 0.1551 1.67561 3.89 0.1861 00-0010527; 01085-0930 55.1787 199.68 0.1548 1.66324 1.77 0.1858 01-085-0930 57.0870 25.15 0.2015 1.61209 0.22 0.2417 01-085-0930 59.8161 1121.78 0.1558 1.54490 9.94 0.1869 00-0010527; 01085-0930 63.8873 125.70 0.1476 1.45591 1.11 0.1771 01-085-0930 65.6705 53.41 0.1846 1.42062 0.47 0.2216 01-085-0930 67.6089 651.18 0.1507 1.38453 5.77 0.1808 01-085-0930 67.9990 803.79 0.1653 1.37754 7.12 0.1984 01-085-0930 68.1910 788.25 0.1556 1.37413 6.98 0.1868 01-085-0930 125 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 73.3429 223.85 0.1574 1.28980 1.98 0.1889 00-0010527; 01085-0930 75.4974 282.91 0.1453 1.25825 2.51 0.1744 01-085-0930 77.5285 117.76 0.1859 1.23028 1.04 0.2231 01-085-0930 79.7453 254.09 0.2101 1.20156 2.25 0.2522 01-085-0930 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacemen Scale Name t [°2Th.] Factor Chemical Formula * 00-001-0527 12 Kaolinite -0.145 0.022 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-085-0930 97 Quartz -0.133 0.968 Si O2 5.- Difractograma Original. 126 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 6 DRX: VLG-3890 (16019'9''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-16019'9'' F:\Frank Cabrera\VGL-3890_16019'9''\RT-16019'9''.xrdml RT-16019'9'' Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 19/09/2014 10:23:15 a.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5.0251 End Position [°2Th.] 79.9751 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 99.4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2.12 Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0.0286 Specimen Length [mm] 10.00 Measurement Temperature [°C] 25.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 127 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-16019'9'' 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-024-0027 00-019-0926 01-076-1746 01-078-2110 01-074-1687 00-022-0827 00-001-1295 00-002-0462 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 128 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing Rel. Tip width [°2Th.] [Å] Int. [%] [°2Th.] Matched by 8.8000 3.00 0.0900 10.04884 0.02 0.1080 00-002-0462 11.6243 118.72 0.1357 7.60656 0.84 0.1628 01-076-1746 12.3472 64.90 0.2259 7.16280 0.46 0.2710 01-078-2110 17.3975 57.89 0.1763 5.09326 0.41 0.2115 00-022-0827 18.8239 73.20 0.1281 4.71040 0.52 0.1537 01-076-1746; 01-078-2110 20.8650 3598.48 0.0918 4.25398 25.44 0.1102 01-083-2465; 00-019-0926; 01-076-1746 23.0991 141.49 0.0886 3.84735 1.00 0.1063 00-024-0027; 00-019-0926; 01-078-2110 24.0252 532.67 0.1057 3.70110 3.77 0.1269 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687 25.5272 167.78 0.1476 3.48953 1.19 0.1771 00-019-0926 26.6428 14142.68 0.0839 3.34312 100.00 0.1007 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-002-0462 27.4237 278.06 0.1561 3.24967 1.97 0.1873 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 28.6228 63.43 0.1476 3.11878 0.45 0.1771 01-076-1746; 00-022-0827; 00-001-1295; 00-002-0462 29.4819 1316.61 0.1968 3.02982 9.31 0.2362 00-024-0027; 00-019-0926; 00-022-0827 129 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 30.7180 278.68 0.3181 2.90826 1.97 0.3818 00-019-0926; 01-076-1746; 01-074-1687; 00-002-0462 33.0242 25.14 0.4270 2.71024 0.18 0.5124 01-076-1746; 01-078-2110; 00-001-1295 36.0276 78.29 0.2977 2.49089 0.55 0.3572 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 36.5551 733.35 0.0973 2.45615 5.19 0.1167 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 37.1078 42.86 0.3674 2.42082 0.30 0.4409 00-019-0926; 00-001-1295 39.4754 758.09 0.1002 2.28091 5.36 0.1202 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 40.3048 341.84 0.0980 2.23587 2.42 0.1176 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 40.8637 57.59 0.4445 2.20657 0.41 0.5334 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 00-001-1295 42.4619 759.65 0.0778 2.12714 5.37 0.0933 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 43.2511 104.56 0.2066 2.09014 0.74 0.2479 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110 45.0666 62.36 0.1476 2.01173 0.44 0.1771 01-074-1687 45.8005 402.66 0.1019 1.97955 2.85 0.1222 01-083-2465; 130 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-019-0926; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 47.5894 104.67 0.4571 1.90923 0.74 0.5486 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746; 00-022-0827; 00-001-1295 48.6018 96.56 0.2782 1.87180 0.68 0.3338 00-024-0027; 00-019-0926; 01-076-1746 50.1457 1253.52 0.1166 1.81773 8.86 0.1399 01-083-2465; 00-019-0926; 01-076-1746; 01-074-1687; 00-022-0827 53.7084 44.80 0.0866 1.70525 0.32 0.1039 01-076-1746; 01-078-2110 54.8949 415.56 0.1109 1.67117 2.94 0.1331 01-083-2465; 01-078-2110 55.3513 137.51 0.1088 1.65846 0.97 0.1306 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 00-022-0827 56.3000 12.12 0.0900 1.63410 0.09 0.1080 01-078-2110; 00-001-1295 57.4036 36.82 0.4143 1.60395 0.26 0.4972 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110 59.9803 1038.49 0.1057 1.54106 7.34 0.1268 01-083-2465; 01-078-2110 64.0465 127.26 0.1018 1.45267 0.90 0.1221 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 131 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-001-1295 65.7912 87.46 0.1951 1.41831 0.62 0.2342 01-083-2465; 00-024-0027; 01-076-1746; 01-078-2110; 01-074-1687; 00-002-0462 67.7792 395.36 0.2172 1.38147 2.80 0.2606 01-083-2465; 01-078-2110; 00-022-0827; 00-002-0462 68.3230 486.25 0.1540 1.37179 3.44 0.1848 01-083-2465; 01-076-1746; 01-078-2110 73.4887 78.50 0.1476 1.28866 0.56 0.1771 01-083-2465; 00-022-0827 75.6669 207.19 0.1200 1.25585 1.46 0.1440 01-083-2465 77.6899 138.16 0.1410 1.22813 0.98 0.1692 01-083-2465 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Chemical Name [°2Th.] Factor Formula * 01-083-2465 84 Quartz 0.000 0.337 Si O2 * 00-024-0027 54 Calcite 0.000 0.073 Ca C O3 * 00-019-0926 38 Microcline, 0.000 0.023 K Al Si3 O8 ordered * 01-076-1746 32 Gypsum 0.000 0.015 Ca S O4 ( H2 O )2 * 01-078-2110 26 Kaolinite 0.000 0.020 Al4 ( O H )8 ( Si4 O10 ) * 01-074-1687 25 Dolomite 0.000 0.025 Ca Mg ( C O3 )2 * 00-022-0827 19 Jarosite, syn 0.000 0.012 K Fe3 ( S O4 )2 ( O H )6 * 00-001-1295 17 Pyrite 0.000 0.009 Fe S2 * 00-002-0462 11 Illite, 1M 0.000 0.059 K Al2 ( Si3 Al O10 ) ( O H )2 132 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 133 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 7 DRX: VLG-3890 (16086'), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 16086-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3890_16086'\16086-RT.RD Sample Identification VLG-3890 16086'RT Measurement Date / Time 29/08/2014 05:04:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 134 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 16086-RT 4000 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-072-1650 01-078-2109 01-076-1239 01-074-1687 00-024-0076 01-086-1560 00-002-0056 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 135 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 8.7208 37.22 0.0346 10.13992 0.73 0.0415 00-002-0056 12.2981 39.92 0.2839 7.19128 0.78 0.3407 01-078-2109 19.9384 26.17 0.6089 4.44953 0.51 0.7307 01-078-2109; 00-002-0056 20.7897 1415.30 0.1492 4.26923 27.80 0.1791 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 22.2532 39.00 0.1682 3.99165 0.77 0.2019 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 23.1143 51.91 0.3299 3.84486 1.02 0.3959 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 23.8784 33.28 0.3690 3.72353 0.65 0.4428 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 24.8898 23.66 0.8619 3.57447 0.46 1.0343 01-078-2109; 01-076-1239 26.5947 5091.13 0.2196 3.34905 100.00 0.2635 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 27.2250 46.56 4.0000 3.27294 0.91 4.8000 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 29.4955 393.29 0.2076 3.02596 7.73 0.2491 01-072-1650; 01-076-1239; 00-002-0056 136 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 30.6161 185.20 0.3743 2.91770 3.64 0.4492 01-076-1239; 01-074-1687 33.0029 26.59 0.2488 2.71195 0.52 0.2986 01-078-2109; 01-074-1687; 00-024-0076 35.0279 24.47 0.7623 2.55966 0.48 0.9147 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-002-0056 36.1080 60.23 0.5033 2.48553 1.18 0.6040 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-002-0056 36.5351 605.69 0.1370 2.45745 11.90 0.1644 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 37.0425 58.93 0.3553 2.42495 1.16 0.4264 01-076-1239; 01-074-1687; 00-024-0076; 00-002-0056 39.4380 310.53 0.1936 2.28299 6.10 0.2323 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 40.2474 267.41 0.1333 2.23893 5.25 0.1599 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 42.4009 230.21 0.1379 2.13007 4.52 0.1655 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 43.3220 93.60 0.2124 2.08689 1.84 0.2549 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239 137 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 44.5743 37.95 0.3258 2.03112 0.75 0.3909 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687 45.7352 281.50 0.1086 1.98223 5.53 0.1303 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 47.7242 65.52 0.3761 1.90415 1.29 0.4513 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-024-0076 48.7277 75.99 0.3312 1.86726 1.49 0.3974 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239 50.0862 528.87 0.1517 1.81975 10.39 0.1821 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 01-086-1560 54.8430 198.29 0.1795 1.67263 3.89 0.2154 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560 55.2814 84.94 0.2008 1.66039 1.67 0.2410 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 00-002-0056 56.2354 35.78 0.0781 1.63447 0.70 0.0937 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 00-024-0076; 00-002-0056 57.6061 27.51 0.1953 1.59879 0.54 0.2344 01-072-1650; 01-078-2109; 01-076-1239; 01-086-1560; 138 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-002-0056 59.9011 523.00 0.1337 1.54290 10.27 0.1604 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 01-086-1560; 00-002-0056 63.9873 181.54 0.1206 1.45387 3.57 0.1447 01-078-2109; 01-076-1239; 01-074-1687; 00-024-0076; 01-086-1560 67.7045 393.64 0.1687 1.38281 7.73 0.2025 01-078-2109; 01-074-1687; 01-086-1560 68.2711 351.42 0.1941 1.37271 6.90 0.2330 01-086-1560 73.4206 97.68 0.1607 1.28862 1.92 0.1929 01-072-1650; 01-086-1560 75.6335 114.42 0.1946 1.25632 2.25 0.2336 01-086-1560 77.6281 139.13 0.1461 1.22895 2.73 0.1753 01-072-1650; 01-074-1687; 01-086-1560 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-072-1650 53 Calcite 0.000 0.086 Ca C O3 * 01-078-2109 34 Kaolinite 0.000 0.081 Al4 ( O H )8 ( Si4 O10 ) * 01-076-1239 30 Microcline 0.000 0.040 K ( Si3 Al ) O8 * 01-074-1687 27 Dolomite 0.000 0.028 Ca Mg ( C O3 )2 * 00-024-0076 26 Pyrite 0.000 0.011 Fe S2 * 01-086-1560 84 Quartz low 0.000 1.016 Si O2 * 00-002-0056 19 Illite 0.000 0.022 K Al2 Si3 Al O10 ( O H )2 139 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 5.- Difractograma Original. 140 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 9 DRX: VLG-3891 (14755'7''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name 14755-RT File name F:\Frank Cabrera\VGL-3891_14755'7'\14755-RT.RD Sample Identification VLG-3891 14755'7''RT Measurement Date / Time 29/08/2014 12:02:00 p.m. Raw Data Origin PHILIPS-binary (scan) (.RD) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 3.0250 End Position [°2Th.] 79.9750 Step Size [°2Th.] 0.0500 Scan Step Time [s] 1.0000 Scan Type Continuous Offset [°2Th.] 0.0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 1.0000 Specimen Length [mm] 10.00 Receiving Slit Size [mm] 0.2000 Measurement Temperature [°C] 0.00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1.54060 K-Alpha2 [Å] 1.54443 K-Beta [Å] 1.39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0.50000 Generator Settings 20 mA, 40 kV Diffractometer Type PW3710 Diffractometer Number 1 Goniometer Radius [mm] 173.00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 91.00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 141 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts 14755-RT 15000 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-078-2315 01-083-1764 01-075-1593 00-024-0076 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 142 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [Å] [°2Th.] Rel. Int. [%] Tip width Matched by [°2Th.] 12.2639 102.31 0.2899 7.21130 0.64 0.3479 01-075-1593 17.4077 14.09 0.4091 5.09028 0.09 0.4910 20.7377 2145.97 0.1310 4.27980 13.38 0.1571 01-078-2315 24.7341 56.94 0.2177 3.59661 0.36 0.2612 01-083-1764 26.5284 16036.40 0.1085 3.35728 100.00 0.1302 01-078-2315; 01-075-1593 29.0013 20.23 0.1832 3.07639 0.13 0.2199 01-075-1593 30.4808 85.51 0.2646 2.93034 0.53 0.3175 31.9967 56.12 0.1886 2.79489 0.35 0.2263 01-083-1764 32.9962 19.92 0.2585 2.71248 0.12 0.3102 00-024-0076 36.4290 884.23 0.1180 2.46436 5.51 0.1416 01-078-2315; 01-075-1593 38.3799 30.36 0.3410 2.34346 0.19 0.4092 01-083-1764; 01-075-1593 39.3617 1024.42 0.0992 2.28724 6.39 0.1191 01-078-2315; 01-075-1593 40.1932 408.76 0.1037 2.24182 2.55 0.1245 01-078-2315; 01-075-1593 42.3379 530.63 0.1352 2.13309 3.31 0.1622 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 45.6831 463.25 0.1075 1.98437 2.89 0.1290 01-078-2315; 01-075-1593 50.0436 1557.15 0.1041 1.82120 9.71 0.1249 01-078-2315; 01-075-1593 143 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 54.7824 463.70 0.1335 1.67433 2.89 0.1602 01-078-2315; 01-075-1593 55.2235 136.80 0.1380 1.66200 0.85 0.1656 01-078-2315; 01-075-1593 57.1343 27.72 0.1042 1.61087 0.17 0.1250 01-078-2315 57.5500 8.09 0.0900 1.60154 0.05 0.1080 01-075-1593 59.8623 830.92 0.1253 1.54381 5.18 0.1504 01-078-2315; 01-075-1593 63.9602 289.36 0.1267 1.45443 1.80 0.1521 01-078-2315; 01-075-1593; 00-024-0076 65.6811 47.13 0.1922 1.42042 0.29 0.2306 01-078-2315; 01-075-1593 67.6529 579.08 0.1254 1.38374 3.61 0.1505 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 68.2286 1080.86 0.2952 1.37460 6.74 0.3542 01-078-2315; 01-083-1764; 01-075-1593 73.3879 116.84 0.1217 1.28912 0.73 0.1461 01-078-2315; 01-075-1593 75.5768 309.69 0.1216 1.25712 1.93 0.1459 01-078-2315; 01-083-1764 77.5699 94.67 0.1302 1.22973 0.59 0.1563 01-078-2315; 01-083-1764 144 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Name [°2Th.] Factor Chemical Formula * 01-078-2315 92 Quartz -0.096 0.974 Si O2 * 01-083-1764 22 Siderite -0.066 0.006 Fe ( C O3 ) * 01-075-1593 20 Kaolinite -0.038 0.023 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 00-024-0076 3 Pyrite -0.168 0.004 Fe S2 5.- Difractograma Original. 145 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. Muestra de núcleo 10 DRX: VLG-3891 (14824'7''), Formación Misoa, Edad Eoceno. 1.- Muestra Medida y condiciones experimentales: Dataset Name File name Sample Identification Comment date=7/20/2012 9:56:13 AM RT-14824'7'' F:\Frank Cabrera\VGL-3891_14824'7''\RT-14824'7''.xrdml RT-14824'7'' Configuration=Monocromador, Owner=User-1, Creation Goniometer=PW3050/60 (Theta/Theta); Minimum step size 2Theta:0.001; Minimum step size Omega:0.001 Sample stage=PW3071/xx Bracket Diffractometer system=XPERT-PRO Measurement program=Programa de Prueba, Owner=User-1, Creation date=8/27/2012 10:59:31 AM Prueba de parametros Measurement Date / Time 10/09/2014 04:32:57 p.m. Operator LABORATORIO Raw Data Origin XRD measurement (*.XRDML) Scan Axis Gonio Start Position [°2Th.] 5,0251 End Position [°2Th.] 79,9751 Step Size [°2Th.] 0,0500 Scan Step Time [s] 99,4291 Scan Type Continuous PSD Mode Scanning PSD Length [°2Th.] 2,12 Offset [°2Th.] 0,0000 Divergence Slit Type Fixed Divergence Slit Size [°] 0,4354 Specimen Length [mm] 10,00 Measurement Temperature [°C] 25,00 Anode Material Cu K-Alpha1 [Å] 1,54060 K-Alpha2 [Å] 1,54443 K-Beta [Å] 1,39225 K-A2 / K-A1 Ratio 0,50000 Generator Settings 40 mA, 45 kV Diffractometer Type 0000000011024517 Diffractometer Number 0 Goniometer Radius [mm] 240,00 Dist. Focus-Diverg. Slit [mm] 100,00 Incident Beam Monochromator No Spinning No 146 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 2.-Difractograma Obtenido Counts RT-14824'7'' 6000 4000 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) Peak List 01-083-2465 00-029-0696 00-001-0527 01-079-1270 00-001-1295 00-043-0685 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Position [°2Theta] (Copper (Cu)) 147 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 3.-Lista de máximos y patrones del ICDD que describen la muestra Pos. [°2Th.] Height [cts] FWHM d-spacing [°2Th.] [Å] Rel. Tip width Int. [%] [°2Th.] Matched by 6,1487 64,93 0,6705 14,37469 0,96 0,8046 01-079-1270 8,6215 29,96 0,5647 10,24805 0,44 0,6776 00-043-0685 12,4519 172,81 0,3790 7,10283 2,54 0,4547 00-001-0527; 01-079-1270 18,8037 87,10 0,1476 4,71930 1,28 0,1771 01-079-1270 19,9131 99,24 0,2952 4,45883 1,46 0,3542 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 20,8197 2020,13 0,1189 4,26314 29,72 0,1427 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 23,9942 260,79 0,0903 3,70581 3,84 0,1083 01-079-1270; 00-043-0685 24,7758 103,68 0,1968 3,59362 1,53 0,2362 00-029-0696; 00-001-0527 25,2904 116,21 0,2952 3,52165 1,71 0,3542 01-079-1270; 00-043-0685 26,5929 6797,30 0,1199 3,34928 100,00 0,1439 01-083-2465; 00-043-0685 32,0218 188,41 0,2871 2,79276 2,77 0,3445 00-029-0696; 01-079-1270; 00-043-0685 32,9330 26,87 0,2305 2,71754 0,40 0,2766 00-001-1295 34,7752 50,62 0,3936 2,57982 0,74 0,4723 00-029-0696; 00-001-0527; 01-079-1270; 148 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 00-043-0685 36,4844 864,14 0,1361 2,46075 12,71 0,1633 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 38,3605 47,97 0,4743 2,34461 0,71 0,5692 00-029-0696; 00-001-0527 39,4377 614,72 0,1175 2,28301 9,04 0,1410 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 40,2497 246,30 0,1402 2,23881 3,62 0,1683 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 42,4224 424,62 0,1368 2,12904 6,25 0,1642 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 44,6283 47,22 0,3490 2,02879 0,69 0,4188 01-079-1270 45,7663 202,32 0,1440 1,98095 2,98 0,1728 01-083-2465; 00-001-0527 50,1095 880,22 0,1411 1,81896 12,95 0,1693 01-083-2465; 01-079-1270 52,8329 49,06 0,5248 1,73143 0,72 0,6298 00-029-0696; 01-079-1270 54,8255 242,28 0,1415 1,67312 3,56 0,1698 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270; 00-043-0685 55,2775 86,85 0,1455 1,66050 1,28 0,1746 01-083-2465; 01-079-1270; 00-043-0685 56,2467 17,91 0,0904 1,63417 0,26 0,1085 01-079-1270; 00-001-1295; 00-043-0685 149 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 56,3989 8,95 0,0904 1,63417 0,13 0,1085 59,9150 525,74 0,1606 1,54258 7,73 0,1927 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270 61,6037 29,79 0,8382 1,50428 0,44 1,0058 00-029-0696; 01-079-1270; 00-001-1295; 00-043-0685 64,0060 102,23 0,1715 1,45349 1,50 0,2058 01-083-2465; 01-079-1270; 00-001-1295 65,8463 29,23 0,2952 1,41726 0,43 0,3542 01-083-2465; 01-079-1270 67,7252 446,02 0,1554 1,38244 6,56 0,1865 01-083-2465; 00-029-0696 68,0972 817,43 0,1293 1,37579 12,03 0,1552 01-083-2465; 01-079-1270 68,2619 785,63 0,1416 1,37287 11,56 0,1699 01-083-2465; 01-079-1270 72,1555 9,45 0,4862 1,30807 0,14 0,5834 00-001-0527; 01-079-1270 73,4308 134,96 0,1312 1,28847 1,99 0,1574 01-083-2465; 00-001-0527; 01-079-1270 75,6587 242,30 0,1339 1,25597 3,56 0,1607 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 77,6435 59,88 0,1815 1,22874 0,88 0,2177 01-083-2465; 00-029-0696; 01-079-1270 150 �Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela. 4.- Lista de Fases Identificadas Visible Ref. Code Score Compound Displacement Scale Factor Name [°2Th.] Chemical Formula * 01-083-2465 83 Quartz 0,000 0,869 Si O2 * 00-029-0696 46 Siderite 0,000 0,025 Fe C O3 * 00-001-0527 33 Kaolinite 0,000 0,015 Al2 Si2 O5 ( O H )4 * 01-079-1270 34 Clinochlore 0,000 0,049 ( Mg2.96 Fe1.55 Fe.136 Al1.275 ) ( Si2.622 Al1.376 O10 ) ( O H )8 * 00-001-1295 3 Pyrite 0,000 0,024 Fe S2 * 00-043-0685 21 Illite- 0,000 0,237 K Al2 ( Si3 Al ) O10 2\ITM\RG#2 ( O H )2 5.- Difractograma Original. 151 � 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 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 Caracterización geoquímica y mineralógica de la pirita presente en muestras de núcleo de la División Sur del Lago Trujillo, Occidente de Venezuela Creator An entity primarily responsible for making the resource Isnaudy José Toro Fonseca 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 2014 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/992166ee6551cc8dff80cdda41dfa3c2.pdf 7e255022139097aa7d04fc75e57f0321 PDF Text Text TESIS CARACTERIZACIÓN PETROLÓGICA Y GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS, SECTOR CAMARIOCA SUR Yurisley Valdés Mariño �Página legal Título de la obra: Caracterización petrológica y geoquímica de las rocas metamórficas, Sector Camarioca Sur, 94pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Yurisley Valdés Mariño 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 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 Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �REPUBLICA DE CUBA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALURGICO DE MOA “Dr. ANTONIO NUÑEZ JIMENEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA CARACTERIZACIÓN PETROLÓGICA Y GEOQUÍMICA DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS, SECTOR CAMARIOCA SUR. Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos Minerales Sólidos 9na Edición Autor: Ing. Yurisley Valdés Mariño Tutores: Dr. C. José Nicolás Muñoz Gómez Dr. C. María Margarita Hernández Sarlabous Dr. C. Idael Francisco Blanco Quintero Dr. C. Kurt Mengel Moa, 20 de marzo del 2015 “Año 57 de la Revolución” Ing. Yurisley Valdés Mariño 1 �Tesis de Maestría INDICE INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 1 MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN ....................................... 6 CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL ÁREA DE ESTUDIO. .................................... 15 1.1 Introducción ................................................................................................................ 15 1.2 Características geográficas del área de estudio ........................................................... 15 1.3 Relieve ........................................................................................................................ 16 1.4 Hidrografía .................................................................................................................. 16 1.5 Clima ........................................................................................................................... 17 1.7 Economía .................................................................................................................... 18 1.8 Características geológicas regionales ......................................................................... 19 CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS .............................................................................................................................................. 34 2.1 Introducción ................................................................................................................ 34 2.2 Etapa preliminar .......................................................................................................... 35 2.3 Trabajos de campo ...................................................................................................... 50 2.4 Trabajos de laboratorio ............................................................................................... 53 2.4.1 Análisis petrográfico ............................................................................................ 53 2.4.2 Método de fluorescencia de rayos X (FRX)......................................................... 55 2.4.3 Método de difracción de rayos-X (DRX) ............................................................. 55 2.5 Etapa de gabinete ........................................................................................................ 56 CAPÍTULO 3. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. ...................................................................................................................... 57 3.1 Introducción ................................................................................................................ 57 3.2 Petrografía .................................................................................................................. 57 Ing. Yurisley Valdés Mariño VI �Tesis de Maestría 3.2.1. Anfibolitas gneisicas .......................................................................................... 58 3.2.2 Granofels anfibolíticos ........................................................................................ 60 3.3 Interpretación de los análisis de difracción de rayos-X .............................................. 67 3.5 Interpretación de los análisis de fluorescencia de rayos-X ......................................... 69 3.4 Consideraciones finales .............................................................................................. 78 Conclusiones......................................................................................................................... 80 Recomendaciones ................................................................................................................. 81 Bibliografía ........................................................................................................................... 82 Ing. Yurisley Valdés Mariño VII �Introducción INTRODUCCIÓN La actividad tectónica de la litosfera terrestre origina que las rocas ígneas y sedimentarias formadas en determinados ambientes y condiciones ambientales precisas, sean sometidas a nuevas condiciones de presión y temperatura. Estas nuevas condiciones, asociadas frecuentemente a la acción de esfuerzos tectónicos conllevan a la formación de cadenas montañosas, las rocas preexistentes se transformen textural, estructural y mineralógicamente en estado sólido, dando lugar a las rocas metamórficas (K. Bucher y R. Grapes. 2011). Estas rocas presentan características petrográficas especialmente complicadas, debido a los procesos de transformación que han sufrido, generalmente acompañados de intensa deformación (Eskola, P. 1915, 1920 y 1939). Las condiciones metamórficas de presión y temperatura pueden ser más o menos altas, pero en una misma composición se encuentran minerales y texturas distintas en función de la intensidad de las condiciones metamórficas o grado metamórfico. Se diferencian así rocas de grado muy bajo (entre 100 °C y 200 °C - 250 °C), bajo (entre 200 °C – 250 °C y 400 °C - 450 °C), medio (entre 400 °C - 450 °C y 600 °C - 650 °C) y alto (más de 600 °C - 650 °C) Miyashiro (1973). La intensidad de las condiciones metamórficas también se describe mediante el concepto de facies metamórfica, (Humphris y Thompson 1978; Bucher y Frey 1994; Frey y Robinson 1999), que aluden al conjunto de rocas formadas en determinados rangos de condiciones de presión y temperatura, donde las rocas de composición basáltica (se toman de patrón) porque desarrollan asociaciones minerales típicas de condiciones de presión y temperatura. En numerosos sectores del territorio cubano afloran rocas metamórficas generadas por procesos de carácter regional, cuyos protolitos ya sean de naturaleza oceánica o continental, constituyen formaciones y complejos de edad Mesozoica, específicamente Jurásicos y Cretácicos, que pueden llegar a constituir grandes macizos rocosos. En Cuba Algunos complejos o formaciones están compuestos esencialmente por anfibolitas, tales como el complejo Mabujina (Bibikova, E.V. et al. 1988), la formación Yayabo en el macizo Escambray, las anfibolitas Perea en el norte de Cuba central y vinculada con el cinturón ofiolítico y la Fm. Güira de Jauco en el extremo oriental cubano. También se destacan bloques de anfibolitas de alta y baja presión incluidos en las serpentinitas del cinturón ofiolítico (Lázaro 2013 y 2014). Ing. Yurisley Valdés Mariño 1 �Introducción Knipper y Cabrera (1974), hacen una caracterización completa de la asociación ofiolítica, donde relacionan a los gabros y las diabasas con las rocas del complejo ultramáfico y consideran que el conjunto de los complejos ofiolíticos estudiados son parte de la corteza oceánica. Sin embargo Somin y Millán (1981) dudan de las relaciones que puedan existir entre estos complejos y un perfil oceánico típico. Por otra parte, en una estrecha faja de melange serpentinítico que constituye la prolongación oriental del macizo ofiolítico de Cajálbana, en Cuba occidental, se destacan numerosos bloques de anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas, incluidos en peridotitas tectoníticas muy serpentinizadas y cizalladas. Estas son anfibolitas normales compuestas por hornblenda y oligoclasa a andesina, que generalmente conservan restos de estructuras y minerales magmáticos, que frecuentemente presentan una marcada foliación metamórfica (Somin y Millán, 1981; Millán 1996 b). En la composición de los melanges serpentiníticos que aparecen incluidos en peridotitas tectoníticas serpentinizadas en el cinturón ofiolítico cubano, suelen destacarse, bloques de rocas metamórficas de alta presión, cuyos protolitos son principalmente elementos constituyentes de una corteza oceánica (ofiolíticos) metamorfizados en una zona de subducción, constituyendo lo que se conoce en la literatura como un complejo de subducción (Somin y Millán, 1981; Kubovics et al. 1989; Millán, 1996 b, 1997c). En algunos complejos ofiolíticos se han descrito rocas ígneas que presentan afinidades geoquímicas entre basaltos de dorsal medio oceánica (MORB) y basaltos de arco de isla (IOB) Lázaro et al. 2013. Entre las características geoquímicas que distinguen los basaltos MORB de los IOB se incluyen: >1 wt% TiO2, empobrecimiento en elementos de tierras raras ligeras (LREE) y ausencia de empobrecimientos en elementos de alto potencial iónico (HFSE, p.e. Nb, Ta), ejemplificados en diagramas multielementales normalizados. Las rocas básicas tipo MORB de complejos ofiolíticos se han caracterizado como basaltos de antearco generados en etapas tempranas de subducción (Stern et al. 2012). Por el contrario, los basaltos tipo IOB tienen menores contenidos en TiO2, están enriquecidos en elementos móviles en fluidos/fundidos, tales como elementos de alto radio iónico (LILE, incluyendo LREE) y presentan fuertes empobrecimientos en HFSE relativos a los LREE (Pearce, 2003). El reconocimiento de estas composiciones, tipo MORB y tipo arco, en un mismo complejo ofiolítico ha permitido a algunos autores proponer que se trata de secciones Ing. Yurisley Valdés Mariño 2 �Introducción basálticas de complejos ofiolíticos en ambientes de antearco (Reagan et al. 2010). A esto se suma que basaltos de antearco del arco Marianas-Izu-Bonin presentan razones Ti/V menores que los MORB, lo que posiblemente se debe a un incremento de la tasa de fusión en los contextos de antearco en los estadios incipientes de desarrollo de las zonas de subducción (Reagan et al. 2010), (Lázaro et al. 2013). En los últimos años los trabajos realizados en la región se han encaminado fundamentalmente al esclarecimiento e identificación de las principales fases minerales portadoras de los componentes útiles: hierro, níquel y cobalto en los yacimientos lateríticos de Moa. (Rojas Purón, L.A. et al. 1994); (Almaguer, A. 1995 y 1996) (Brand, N. W.1998); (Muñoz J. N. 2004); (Galí, S. et al. 2006). En el sector Camarioca Sur se inician los trabajos en 1976, (Sitnikov, V. et al. 1976), ellos describen que las peridotitas serpentinizadas están representadas por dunitas y harzburgitas serpentinizadas y en casos aislados por lherzolitas y wherlitas. Además identifican áreas con la presencia de serpentinitas, variedad antigorita, asociadas a las zonas de falla y describen que el basamento está constituido por las serpentinitas antigoríticas; concluyendo que en estas zonas se localizan cortezas de intemperismo poco desarrollas y con bajos contenidos de níquel. En el 2010 se desarrolla un proyecto de exploración geológica en esta área por investigadores del Departamento de Geología del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, los cuales describen la secuencia mantélica que está presente en el área de estudio, constituido mayoritariamente por harzburgítas y dunítas, con alto por ciento de cromititas podiformes y la ausencia de xenolitos de alta presión. El límite inferior de estas ofiolitas está definido por fallas inversas de bajo ángulo, indicando que su emplazamiento está relacionado con un evento de acortamiento cortical, que puede relacionarse con una colisión o subducción con polaridad reversa (subduction polarity reversal). (IturraldeVinent, 2003; Cobiella-Reguera, 2005; Lewis et al.2006). En conformidad con las rocas pertinentes al macizo, las principales rocas ultramáficas del basamento son harzburgitas con una distribución del 76%, un grado variable de serpentinización, asociado principalmente a zonas de fracturas y cizalla. En menor porcentaje de representación aparecen serpentinitas, dunita y lherzolitas, las que sugieren un origen mantélico de las litologías del basamento. (Muñoz et al. 2007). Ing. Yurisley Valdés Mariño 3 �Introducción También se observan rocas peridotíticas alteradas como las antigorititas y talcititas, con predominio de talcitización hacia la parte Norte y la carbonatización hacia el Sur. Estas litologías pueden tener influencia local en el desarrollo y composición de la corteza laterítica. Se documentaron bloques dispersos de variados tamaños de rocas compactas de grano fino a muy fino, muy duras, de color gris oscuro sobre las cuales apenas se desarrollan las lateritas. En las mismas se identificaron rasgos estructurales, texturales y mineralógicos que le confieren un carácter exótico con respecto a las asociaciones litológicas presentes. Llama la atención que en estas no se presenten el cuarzo y las micas lo que es típico del protolito pelítico. Se han reportado de manera puntual rocas félsicas muy compactas y duras, que contienen plagioclasas ácidas, donde el cuarzo está ausente o se presenta en poca cantidad, y además contienen abundantes minerales metamórficos. Estas rocas podrían ser consideradas trondhjemitas, lo que debe ser precisado en futuras investigaciones, ya que implicaría la presencia de un posible melange de subducción similar al descrito en Sierra del Convento y La Corea. (Blanco Quintero, I. F. et al. 2011) El estado de actual de la investigación en este campo permite plantear como problema el insuficiente conocimiento sobre el origen y formación de las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca Sur, asociado al complejo ofiolítico Moa-Baracoa. Objeto de estudio Las rocas metamórficas afloradas en el sector Camarioca Sur. Campo de acción. Petrología y geoquímica de las rocas metamórficas. El objetivo general Caracterizar petrológica y geoquímicamente las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca Sur, asociados al complejo ofiolítico Moa-Baracoa para contribuir al grado de conocimiento sobre la evolución geológica del complejo ofiolítico. Ing. Yurisley Valdés Mariño 4 �Introducción Hipótesis Si se determinan los principales rasgos petrológicos y geoquímicos de las rocas metamórficas que conforman el sector Camarioca Sur, a partir de la identificación de las principales paragénesis minerales y texturas, entonces se establece la génesis de las rocas metamórficas, que permite definir los protolitos que le dieron origen y sus implicaciones en la evolución geológica del complejo ofiolítico. Objetivos específicos: • Identificar y clasificar desde el punto de vista petrográfico las rocas metamórficas presentes en el sector de estudio a partir del establecimiento de las principales paragénesis minerales y texturas. • Determinar sus posibles protolitos • Determinar el ambiente tectónico de formación • Aporte científico La novedad científica está dada en que a partir de la caracterización petrológica y geoquímica realizada a las rocas analizadas se han establecido la existencia de rocas básicas metamórficas de grado medio en el complejo ofiolítico Moa-Baracoa. Ing. Yurisley Valdés Mariño 5 �Introducción MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL DE LA INVESTIGACIÓN PROCESOS METAMÓRFICOS Y CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS La actividad tectónica de la litosfera terrestre origina que las rocas ígneas y sedimentarias formadas en determinados ambientes y condiciones ambientales precisas, sean sometidas a nuevas condiciones de presión y temperatura. Estas nuevas condiciones, asociadas frecuentemente a la acción de esfuerzos tectónicos conllevan a que por ejemplo, a la formación de cadenas montañosas, las rocas preexistentes se transformen textural, estructural y mineralógicamente en estado sólido, dando lugar a las rocas metamórficas. (K. Bucher and R. Grapes. 2011). Estas rocas presentan características petrográficas específicas, debido a los procesos de transformación que han sufrido, generalmente acompañados de intensa deformación (Eskola,P. 1915, 1920 y 1939). Las condiciones metamórficas de presión y temperatura pueden ser más o menos altas, pero en una misma composición se encuentran minerales y texturas distintas en función de la intensidad de las condiciones metamórficas o grado metamórfico. Se diferencian así rocas de grado muy bajo (entre 100 °C y 200 °C -250 °C), bajo (entre 200 °C -250 °C y 400 °C -450 °C), medio (entre 400 °C -450 °C y 600 °C -650 °C) y alto (más de 600 °C -650 °C) (Miyashiro 1973). La intensidad de las condiciones metamórficas también se describe mediante el concepto de facies metamórfica, (Bucher y Frey 1994), (Frey M., y Robinson 1999). El concepto de facies fue definido por Eskola. P. (1915) el que planteo “Una facies metamórfica es un grupo de rocas caracterizadas por un conjunto definido de minerales que, bajo las condiciones de su formación, alcanzaron el equilibrio perfecto entre ellos. La composición mineral cualitativa y cuantitativa en las rocas de una facies dada varia gradualmente en correspondencia con las variaciones en la composición química de las rocas”. Eskola. P (1920) también definió el concepto de facies mineral, en un sentido más amplio y aplicable tanto a rocas metamórficas como ígneas. “Una facies mineral comprende todas Ing. Yurisley Valdés Mariño 6 �Introducción las rocas que se han originado bajo condiciones de temperatura y presión tan similares que una composición química concreta produce el mismo conjunto de minerales...” Subsecuentemente, Eskola. P (1939) escribió: “En una facies dada se agrupan rocas para las que composiciones (químicas) globales idénticas exhiben asociaciones minerales idénticas, pero cuya composición mineral para composiciones (químicas) variables varía de acuerdo con leyes definidas”. La IUGS define las facies metamórficas, siguiendo a Eskola y otros autores, como: “Una facies metamórfica es un conjunto de asociaciones minerales repetidamente asociadas en el tiempo y el espacio y que muestran una relación regular entre composición mineral y composición química global, de forma que diferentes facies metamórficas (conjunto de asociaciones minerales) se relacionan con las condiciones metamórficas, en particular temperatura y presión, aunque otras variables, como PH2O pueden ser también importantes”. Eskola definió 8 facies: esquistos verdes, anfibolitas con epidota, anfibolitas, corneanas piroxénicas, sanidinitas, granulitas, esquistos con glaucofana (o esquistos azules, como ahora se las denomina), y eclogitas. Coombs et al. (1959) añadió las facies de las zeolitas, y una zona de prehnita-pumpellyita, que Turner (1968) llamó facies de las metagrauvacas con prehnita-pumpellyita. Miyashiro (1973) usó las diez facies anteriores, aunque renombró la última como facies de prehnita-pumpellyita (que se ha subdividido en facies de prehnitapumpellyita, prehnita-actinolita, y pumpellyita-actinolita, aunque colectivamente que se agrupan bajo el término facies sub-esquistos verdes). Figura 1. Ing. Yurisley Valdés Mariño 7 �Introducción Figura 1. Gráfico de variabilidad de las condiciones de presión y temperatura. Tomado de Miyashiro 1973. Las clasificaciones de las rocas metamórficas se realizan teniendo en cuenta 3 parámetros fundamentales (Fettes 2007). La composición química y mineralógica de la misma El origen de la roca original o protolito (ígneo o sedimentario) Sus características texturales, estructurales y de fábrica En cuanto al criterio composicional, se pueden diferenciar grandes grupos tales como rocas de composición máfica y ultramáfica (procedentes de rocas ígneas, máficas como gabros y ultramáficas como peridotitas), pelítica (rocas sedimentarias detríticas arcillosas) y gnéisica (rocas ígneas ácidas como granitos y riolitas, y sedimentarias de tipo areniscas arcósicas), carbonáticas (calizas y dolomías) y calcosilicatadas (carbonatadas impuras con cierta proporción de componente arcilloso y margas). (Turnbull et al. 2001). TIPOS DE METAMORFISMO Los tipos de metamorfismo más importante son metamorfismo regional y metamorfismo de contacto. Las rocas del primer tipo de metamorfismo se forman en áreas orogénicas amplias, a lo largo de cientos de km, soliendo presentar foliaciones e importantes Ing. Yurisley Valdés Mariño 8 �Introducción deformaciones. Las del segundo tipo se forman en torno a los contactos entre cuerpos magmáticos intrusivos y las rocas encajantes, en respuesta al incremento de temperatura que sufren las rocas adyacentes al ponerse en contacto con los cuerpos ígneos. Este tipo de rocas no sufre esfuerzos dirigidos especialmente intensos durante la blastesis mineral, por lo que suelen ser rocas no foliadas (exclusivamente blásticas). Existen, no obstante, otros tipos de metamorfismo. (Bucher y Grapes, 2011). La clasificación del metamorfismo se basa en criterios variados: 1. La extensión areal sobre la que se produce el proceso (i.e., m. regional, m. local). 2. Contexto geológico (orogénico, de enterramiento, de fondo oceánico, de dislocación, de contacto, de lámina caliente –“hot-slab”,...). 3. El principal factor (P, T, PH2O, esfuerzo desviatorio, deformaciones) del metamorfismo (m. térmico). 4. La causa particular de un metamorfismo específico (m. de impacto, m. hidrotermal) 5. Si el metamorfismo resultó de un solo evento o de más de uno (monometamorfismo, polimetamorfismo). 6. Si va acompañado de incremento o descenso de temperatura (m. progrado, m. retrogrado). Texturas Las texturas principales que pueden encontrarse en las rocas metamórficas son cuatro (Spry et al. 1969), que se describen a continuación. Textura granoblástica. Los cristales forman un mosaico de granos más o menos equidimensionales. Los contactos entre granos tienden a formar angulos de 120º en puntos donde se juntan tres de ellos (denominados puntos triples). Esto se debe a que esta disposición morfológica en más estable, ya que se minimiza la superficie total de contactos entre granos y por ende la energía de superficie, por comparación con otras disposiciones que implican contactos al azar. Esta textura es común en rocas monominerales como cuarcitas y mármoles, así como en rocas de grado metamórfico muy alto como granulitas. Textura lepidoblástica. Está definida por minerales tabulares (en general filosilicatos, normalmente micas y cloritas) orientados paralelamente según su hábito planar. El hecho Ing. Yurisley Valdés Mariño 9 �Introducción de que esta textura presente orientación preferente de sus componentes minerales supone que las rocas con esta textura presentan fábrica planar (o plano-lineal), lo que confiere a la roca una anisotropía estructural (foliación) según la cual tiende a exfoliarse. Estas rocas presentan, por tanto, comportamientos mecánicos contrastados según las direcciones perpendicular y paralela a la superficie de foliación. Esta textura es la típica de metapelitas (pizarras, micacitas, esquistos y gneises pelíticos). Textura nematoblástica. Está definida por minerales prismáticos o aciculares (e.g., inosilicatos, normalmente anfíboles), orientados paralelamente según su hábito elongado en una dirección. Las rocas con esta textura presentarán fábrica lineal (o plano-lineal), lo que igualmente les confiere una anisotropía estructural (lineación) según la cual las rocas tienden a escindirse. Esta textura es típica de anfibolitas y algunos gneises y mármoles anfibólicos. Textura porfidoblástica. Está definida por la presencia de blastos de tamaño de grano mayor (i.e., porfidoblastos) que el resto de los minerales que forman la matriz en la que se engloban. La matriz por su parte puede tener cualquiera de las texturas anteriores (grano-, lepido- o nematoblástica), o una combinación de ellas. Cualquier tipo de roca metamórfica puede tener textura porfidoblástica, y los porfidoblastos pueden ser de cualquier mineral que la forme. Estructuras, microestructuras y fábrica Las estructuras encontradas en las rocas metamórficas dependen de si ésta ha sufrido o no deformación, y del tipo de estructuras de las rocas originales, ígneas o sedimentarias. (Yardley 1989). En el caso de no haber sufrido deformación (como sería el caso típico de las rocas de metamorfismo de contacto), no suele existir orientación preferencial de los blastos minerales. La fábrica sería por lo tanto generalmente isótropa. En estos casos, se encuentran estructuras bandeadas, que pueden ser relictas de estructuras sedimentarias antiguas (como superficies de estratificación), o desarrolladas durante el propio proceso metamórfico (e.g. diferenciados metamórficos, migmatitas estromáticas), estructuras masivas (e.g. granulitas y mármoles corneánicos, algunas serpentinitas) y estructuras nodulosas (e.g. corneanas nodulosas o moteadas). Ing. Yurisley Valdés Mariño 10 �Introducción En el caso de que las rocas hayan sufrido deformación contemporánea con el metamorfismo (rocas de metamorfismo regional), todos o parte de los blastos minerales presentan orientaciones morfológicas (fábrica) y/o cristalográficas (fábrica cristalográfica) preferentes. Las estructuras y las fábricas encontradas son en parte equivalentes. La estructura más común es la bandeada que, además, presentará orientación preferente de los minerales paralelamente al bandeado. Tanto en las rocas no deformadas como en las deformadas (aunque especialmente en estas últimas) se pueden encontrar características estructurales penetrativas en grandes volúmenes de rocas, independientemente de su estructura básica. Se dice que una característica es penetrativa cuando se encuentra homogéneamente distribuida por toda la roca a una escala determinada, lo cual supone que se repite en el espacio de manera constante. Normalmente, la escala es pequeña, esto es microscópica o de muestra de mano. En las rocas metamórficas las estructuras penetrativas son la foliación y la lineación, caracterizadas por la existencia de cualquier superficie o línea, respectivamente, presentes en la roca de forma penetrativa. Estas estructuras imprimen la facilidad de rotura a favor de las mismas. En las rocas metamórficas deformadas, tanto las foliaciones como las lineaciones son el resultado de la deformación sufrida ante la acción de esfuerzos dirigidos (i.e., esfuerzos no hidroestáticos) (Turnbull, et al. 2001) A partir de los criterios de tipo y grado de metamorfismo, texturas, estructuras y fábricas, y composición de la roca original (Bucher y Grapes 2011), se clasifican las rocas metamórficas entre las que se destacan: Pizarra y filita. Rocas pelíticas de grano muy fino a fino. Está compuestas esencialmente de filosilicatos (micas blancas, clorita,...) y cuarzo (si es muy abundante puede denominarse entonces cuarzofilita); los feldespatos (albita y feldespato potásico) también suelen estar presentes. Este tipo de roca presentan foliación por orientación preferente de los minerales planares (filosilicatos), y son fácilmente fisibles. Esquisto. Roca pelítica de grano medio a grueso y con foliación marcada (en este caso se denomina esquistosidad). Los granos minerales pueden distinguirse a simple vista (en contra de las filitas y pizarras). Los componentes más abundantes son moscovita, biotita, plagioclasas sódicas, clorita, granates, polimorfos del silicato de aluminio (andalucita, Ing. Yurisley Valdés Mariño 11 �Introducción silimanita, distena), etc. A veces pueden tener altas concentraciones de grafito, por lo que toman un color oscuro (al igual que las pizarras y filitas). Gneiss. Rocas cuarzofeldespática de grano grueso a medio, con foliación menos marcada que en los esquistos debido a la menor proporción de filosilicatos (esencialmente moscovita y/o biotita). Para definir una roca como gneiss debe contener más de un 20 % de feldespatos. Su origen es diverso, pudiendo derivar tanto de rocas ígneas (ortogneisses) como sedimentarias (paragneisses); algunos gneises se producen en condiciones de alto grado por fusión parcial de esquistos u otros gneises, denominándose gneises migmatíticos. Anfibolita. Roca compuestas esencialmente por anfíboles (en general hornblenda) y plagioclasa de composición variable. La esquistosidad no suele estar muy desarrollada, aunque los prismas de anfíbol suelen estar orientados linealmente (lo cual genera lineación). Proceden en su mayoría de rocas ígneas básicas (ortoanfibolitas) y margas (paraanfibolita). Mármol. Roca de grano fino a grueso compuesta esencialmente por carbonatos (calcita y/o dolomita) metamórfico. Normalmente, los mármoles no presentan foliación, debido a la ausencia o escasez de minerales planares. Su estructura es variada, aunque abunda la masiva y bandeada, y su textura es típicamente granoblástica. Su color es muy variado, desde blanco, gris, rosa a verde. Resultan de la recristalización de rocas calizas de cualquier tipo, por lo que no pueden observarse los componentes originales como bioclastos, oolitos, etc. Los mármoles no deben confundirse con calizas esparíticas sedimentarias, que sí presentan los componentes originales, aunque más o menos modificados por los procesos diagenéticos. De hecho, gran parte de las rocas que comercialmente se conocen con el nombre de mármol, son rocas carbonatadas sedimentarias. Cuarcita. Roca de grano medio a fino, constituida esencialmente por cuarzo (más del 80 %) y algo de micas y/o feldespatos. Las cuarcitas derivan de rocas sedimentarias detríticas ricas en cuarzo (areniscas cuarcíticas) con las que no deben confundirse. Son rocas masivas o bandeadas, sin foliación marcada y textura granoblástica deformada o no. Corneana. Roca no esquistosa desarrollada por metamorfismo de contacto sobre rocas originariamente pelíticas. La composición mineral es muy similar a la de los esquistos, aunque presentan algunas diferencias mineralógicas, como cordierita y andalucita. La textura es granoblástica, la estructura generalmente masiva y la fábrica no orientada. Ing. Yurisley Valdés Mariño 12 �Introducción Cuando una roca metamórfica es de contacto suele ser nombrada con el término “corneánico/a”, independientemente que su composición sea o no pelítica (e.g., mármoles corneánicos). Serpentinita. Roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de la serpentina (antigorita, crisotilo, lizardita, carlosturanita), con proporciones variadas de clorita, talco, y carbonatos (calcita, magnesita). Son rocas generalmente masivas, aunque pueden presentar cierto bandeado composicional. Proceden de rocas ultrabásicas, constituidas esencialmente por olivino y piroxenos, hidratadas durante el proceso metamórfico. Estos tipos descritos se forman a partir de una misma roca, difiriendo en cuanto al grado metamórfico sufrido. Así por ejemplo, una pelita (o metapelita) de grado muy bajo se denomina en general filita o pizarra, en grado bajo sería una micacita o un esquisto, en grado medio un esquisto y en grado alto un esquisto o un gneis pelítico; una roca máfica sería un esquisto verde en grado bajo (esquisto con abundante clorita y albita) o una anfibolita en grado medio. Las rocas metamórficas foliadas (e.g., esquistos, gneises) no han sido especialmente utilizadas como material de construcción debido a la fuerte anisotropía que presentan en cuanto a sus características mecánicas, que suponen una fácil exfoliación y rotura paralelamente a la superficie de foliación y/o lineación. Los prefijos meta, orto y para suelen utilizarse en las denominaciones de las metamorfitas: Meta: el prefijo meta se usa, en casos necesarios, acompañado del nombre de la roca primaria para indicar que esta última se encuentra metamorfizada. Por ejemplo: metagabro, metabasalto, metaarenisca, etc. Este prefijo, acompañado de la denominación de la roca primaria, también suele utilizarse a continuación del nombre de una metamorfita nominada. Por ejemplo: anfibolita metagabroídica, gneiss feldespato micáceo granatífero metagranitoídico, eclogita metagabroídica, esquisto cuarzo moscovítico metaterrígeno o metaarenoso, etc. Orto: el prefijo orto se usa, en casos necesarios, acompañado del nombre de la roca metamórfica para indicar que esta última tiene un origen ígneo o magmático. Por ejemplo: ortoanfibolita, ortogneiss plagioclaso micáceo granatífero, ortoesquisto albito clorito actinolítico, ortoesquisto verde, etc. Ing. Yurisley Valdés Mariño 13 �Introducción Para: el prefijo para, se usa, en casos necesarios, acompañado por el nombre de la metamorfita para indicar que esta última tiene un origen sedimentario. Por ejemplo: paraanfibolita, paragneiss cuarzo plagioclaso micáceo con cianita y granate, paraesquisto verde actinolito clorito albítico, etc. . Ing. Yurisley Valdés Mariño 14 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS FÍSICO-GEOGRÁFICAS, GEOLÓGICAS REGIONALES Y PARTICULARES DEL ÁREA DE ESTUDIO. 1.1 Introducción En el presente capítulo se describen los principales rasgos geomorfológicos, tectónicos, hidrogeológicos, climáticos y geológicos del sector analizado así como también las características de la vegetación y la economía, lo cual permitirá tener una panorámica general acerca del área de estudio. 1.2 Características geográficas del área de estudio El área de estudio se encuentra ubicada geográficamente en el extremo nororiental del territorio cubano específicamente en el municipio Moa, provincia Holguín y en el sector norte del yacimiento Camarioca Sur, como se puede observar en la (Figura 1.1). Según el sistema de coordenadas Lambert el sector de estudio se encuentra delimitado por las coordenadas: X: 693 900 – 700 900 y Y: 213 200 – 205 400 Figura 1.1. Fotografía del mapa de ubicación geográfica, sector Camarioca sur. Ing. Yurisley Valdés Mariño 15 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. 1.3 Relieve El relieve del territorio se caracteriza por el predominio del relieve de montaña, las que se manifiestan de forma continua hacia la parte centro sur, con predominio de las cimas aplanadas y vertientes abruptas hacia los cursos de aguas principales, destacándose como cota máxima la elevación El Toldo con una altura de 1174,6 metros sobre el nivel del mar. Geomorfológicamente el territorio está clasificado genéticamente dentro del tipo de horst y bloques que corresponde a los cuerpos de rocas ultrabásicas elevados en la etapa geotectónica (Oliva 1989). Para la región se han determinado dos zonas geomorfológicos: de llanuras y montañas (Rodríguez 1998). Las llanuras fluviales, acumulativas y abrasivo – acumulativas presentan un desarrollo limitado a algunas cuencas fluviales de la zona. Por su parte, la llanura litoral que se dispone como una estrecha franja paralela a la costa, es de tipo acumulativa marina, apareciendo ligeramente diseccionada con alturas que pueden alcanzar hasta los 20 – 25 metros. Hacia la parte Sur predominan las montañas bajas y premontañas de cimas aplanadas o ligeramente diseccionadas. El área de estudio se encuentra ubicada específicamente en el borde occidental del bloque morfotectónico de mayor levantamiento de la región, lo que le confiere una mayor inestabilidad e irregularidad de la topografía, por lo que aun cuando predomina el relieve de montañas bajas aplanadas, en su morfología aparecen numerosos barrancos, escarpes y deslizamientos, así como sectores diseccionados. Los barrancos son frecuentes en la parte alta y media de los ríos que atraviesan el complejo ofiolítico y que tienen un fuerte control estructural, alcanzando 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. 1.4 Hidrografía La red hidrográfica en la zona se encuentra bien desarrollada, representada por numerosos ríos y arroyos entre los que se destacan: Aserrío, Cabañas, Moa, Yagrumaje, Punta Gorda, Cayo Guam, Semillero, El Medio, Cupey, Yamanigüey y parte de su curso del Jiguaní, los que en su mayoría corren de Sur a Norte, desembocando en el océano Atlántico, formando deltas cubiertos de mangles. En general predomina la configuración fluvial de tipo dendrítica, aunque debido al control tectónico del relieve, pueden observarse sectores Ing. Yurisley Valdés Mariño 16 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. fluviales con red enrejada. Los ríos forman terrazas al llegar a la zona de pie de monte, sus orillas son abruptas y erosionadas en la zona montañosa mientras que en las partes bajas son llanas y acumulativas y en todos los casos son alimentados por las precipitaciones atmosféricas teniendo como nacimiento las zonas montañosas del grupo Sagua – Baracoa. En el sector analizado la red hidrográfica aunque mantiene sectores con configuración dendrítica, presenta un gran control tectónico debido a la alta fracturación de las rocas. 1.5 Clima El clima de la zona es del tipo tropical húmedo, el cual se ve influenciado por la orografía, ya que las montañas del grupo Sagua-Baracoa sirven de barrera a los vientos alisios del NE, los cuales descargan toda su humedad en forma de abundantes precipitaciones en la parte norte de la región. En la misma se distinguen de acuerdo a la distribución de las precipitaciones dos períodos de lluvia (Mayo-Junio) y (Octubre-Enero) y dos períodos de seca (Febrero-Abril) y (Junio-Septiembre). Según análisis estadístico de 21 años (1989– 2009), referente al comportamiento de las precipitaciones en Moa, el total anual varía entre 767 - 3560mm. La cantidad de días con lluvias anuales que se registran en la serie analizada para cada pluviómetro, manifiestan una regularidad cada cuatro años, en que existe un ascenso en la cantidad de días lluviosos. Por tanto este comportamiento corrobora la existencia de períodos húmedos comprendidos entre los meses octubre - enero con un promedio de lluvia que oscila entre 155 - 336 mm y el mes de mayo con un promedio de 169.7 mm; y períodos secos que se dividen entre los meses febrero, marzo, abril con un promedio de lluvia entre 113 - 151 mm y el que abarca los meses junio, julio, agosto con un acumulado promedio entre 120 - 122 mm de precipitaciones. La temperatura media anual oscila entre 22.26 C y 30.5 C, siendo los meses más calurosos desde julio hasta septiembre y los más fríos enero y febrero, siendo los meses más lluviosos noviembre y diciembre y los meses más secos marzo, julio y agosto. 1.6 Vegetación La flora del municipio Moa es muy variada en toda su magnitud, por eso se destaca tanto por su endemismo genérico, como especifico; también hay especies significativas por considerarse relictos de eras pasadas. La vegetación presente forma parte de 5 formaciones vegetales: Ing. Yurisley Valdés Mariño 17 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Pinares: es un bosque siempre verde, con hojas en forma de agujas, generalmente con un solo estrato arbóreo dominante (Pinus Cubensis), con altura de 20-30m y una cobertura entre 80 y 90% de la superficie pudiendo llegar en ocasiones hasta el 100%. Especies más representativas pinus cubensis, framboyán azul, guao y copey. Pluvisilvas: es la formación vegetal más vigorosa y puede alcanzar hasta 40m de altura. Especies más representativas: majagual azul, ocuje colorado, roble y yagruma. Carrascales: son formaciones de bosques siempre verde o matorrales bajos siempre verde. Alcanzan una altura de 6 y 8 m. Especie más representativa jaracanda arbórea. Bosques de galería: se desarrollan en las laderas de los ríos, arroyos, cañadas y diferentes cursos de agua. Pueden alcanzar hasta 20 m de altura o más. Especie representativa: ocuje colorado y diferentes tipos de helechos. Manglares: son bosques siempre verdes que pueden oscilar desde 5 a 15 m y en ocasiones hasta 25 de acuerdo a las condiciones ecológicas de las zonas. Se localizan en zonas costeras bajas, fangosas, parcial o totalmente inundadas por agua salada, con acción directa del agua de mar. Especies características: mangle rojo, mangle prieto, patabán, yana. Esta formación vegetal resulta extremadamente importante no solo económica y biológicamente sino desde el punto de vista ecológico ya que funciona como la barrera principal en la interacción de todos los acontecimientos entre los ecosistemas marinos y terrestres 1.7 Economía Las principales actividades económicas de la región son: el desarrollo de la industria minera y el procesamiento de las menas niquelíferas, trayendo como consecuencia que sea una de las zonas más industrializadas de nuestro país, debido a que cuenta con plantas procesadoras de níquel como: La empresa Comandante Pedro Soto Alba y la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. Además existen otras industrias y empresas relacionadas con la actividad minero metalúrgica tales como: La Empresa Mecánica del Níquel, Las Camariocas (en construcción), la Empresa Constructora y Reparadora de la Industria del Níquel (ECRIN) y el Centro de Proyecto del Níquel (CEPRONIQUEL) y otros organismos de los cuales depende la economía de la región como son: Empresa Geólogo-Minera, la EMA y Ing. Yurisley Valdés Mariño 18 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. diferentes instalaciones de apoyo social, tales como: la presa Nuevo Mundo (la más profunda del país), el Tejar de Centeno, y el Combinado Lácteo. En la región se explotan también los recursos forestales por la Empresa Municipal Agroforestal (EMA), al constituir los recursos forestales un eslabón importante de la economía de la región. 1.8 Características geológicas regionales El área de estudio se encuentra dentro de la región oriental de Cuba, la cual desde el punto de vista geológico se caracteriza por la presencia de las secuencias del cinturón plegado cubano y las rocas del Neoautóctono (Pushcharovsky 1988).(Figura.1.2). En el macizo montañoso Sagua-Moa afloran principalmente unidades oceánicas correspondientes a las ofiolitas septentrionales y a los arcos de islas volcánicas del Cretácico y el Paleógeno (Cobiella, 1988, 1997, 2000; Quintas, 1989; Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Proenza, 1997; Proenza y otros, 1999c). Figura 1.2 Fotografía del Mapa geológico de Pushcharovsky 1988. Ing. Yurisley Valdés Mariño 19 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. A continuación se hace una breve descripción de las principales unidades estructuroformacionales mencionadas anteriormente. Ofiolitas Septentrionales Estas rocas afloran como una serie de cuerpos alargados en la mitad septentrional de la isla de Cuba a lo largo de una franja discontinua de más de 1000 km de largo y hasta 30 km de ancho, entre la localidad de Cajálbana al oeste y Baracoa al este, ocupando una extensión areal superior a los 6500km2 (Figura 1.3). Desde el piso hasta el techo estos complejos rocosos se encuentran divididos estratigráficamente en las siguientes zonas fundamentales: a) una zona de harzburgitas con textura de tectonitas; b) una zona de harzburgita que contiene principalmente cuerpos de dunitas, peridotitas “impregnadas” (con plagioclasa y clinopiroxeno), sills y diques de gabros y pegmatoides gabroicos, así como cuerpos de cromititas. Esta zona correspondería a la denominada Zona de Transición de Moho (MTZsiglas en inglés); c) una zona de gabros, y d) el complejo volcano-sedimentario. La zona correspondiente al complejo de diques paralelos de diabasas aún no ha sido identificada en este macizo. Figura 1.3 Fotografía del mapa esquemático que muestra la extensión superficial del Cinturón ofiolítico cubano. Blanco-Quintero, 2010. El Complejo Peridotítico (tectonitas), se caracteriza por presentar harzburgitas, en menor grado websteritas y lherzolitas, con bolsones aislados de dunitas, todas serpentinizadas (Iturralde, 1998). La zona de gabros forma grandes cuerpos incluidos en el complejo de Ing. Yurisley Valdés Mariño 20 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. tectonitas. Las dimensiones de estos cuerpos oscilan entre 1 y 3 km. de ancho, por 10 a 15 km de longitud (Fonseca, et al. 1985). El contacto entre el complejo de tectonitas y el de gabros es mayoritariamente tectónico. La parte inferior del complejo de gabros se caracteriza por presentar un marcado bandeamiento, mientras que la parte superior es isótropa. En este macizo también existen numerosos cuerpos de cromititas y sills de gabros, así como diques de gabros y de pegmatoides gabroicos (Fonseca et al. 1985; Proenza, et al. 1998). Los sills de gabros y las cromititas se localizan en la parte más alta de la secuencia mantélica, en la zona de transición entre las peridotitas con texturas de tectonitas y los gabros bandeados. El Complejo Transicional (MTZ) se constituye principalmente de harzburgitas, lherzolitas y websteritas con bolsones y bandas duníticas, todas serpentinizadas, a veces con cromititas podiformes, diques de gabroides y diques aislados de plagiogranitos. En ocasiones se observan complejos de haces entrecruzados de diques zonados de plagioclasitas, gabroides y pegmatitas, impregnando una masa de serpentinitas brechosas, probables representantes de antiguas cámaras magmáticas colapsadas. (Iturralde 1998). El complejo cumulativo se caracteriza por presentar cúmulos máficos de gabros olivínicos, noritas, y anortositas y ultramáficos como lherzolitas, websteritas, harzburgitas y raras dunitas, todos serpentinizados. Existen ocasionales cuerpos podiformes y venas de cromititas. Además de los diques gabroides, plagioclasitas y plagiogranitos, en la parte superior de la sección pueden aparecer cuerpos potentes de gabros isotrópicos. (Iturralde 1998). El complejo de diques paralelos de diabasas no ha sido reconocido en todo el complejo ofiolítico Moa-Baracoa y aunque su presencia ha sido invocada en el extremo noroeste de la Meseta Pinares de Mayarí, los últimos resultados obtenidos indican que estos cuerpos de diabasas poseen rasgos geoquímicos propios de arcos de islas. (Díaz y Proenza 2005). El complejo vulcanógeno-sedimentario contacta tectónicamente con los demás complejos de la secuencia ofiolítica. Está compuesto por basaltos amigdaloidales y porfíricos (algunas veces con estructura de almohadillas), con intercalaciones de hialoclastitas, tobas, capas de cherts y calizas. Estas litologías afloran en Morel, La Melba, Cañete, Quesigua y Centeno. (Díaz y Proenza 2005). Ing. Yurisley Valdés Mariño 21 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. ARCO DE ISLAS VOLCÁNICAS DEL CRETÁCICO (PALEOARCO) El arco se compone de depósitos volcánicos que datan desde el Aptiense hasta el Campaniense Medio, estas rocas volcánicas están situadas mediante contacto tectónico bajo las ofiolitas del cinturón septentrional. Según Iturralde Vinent (1994, 1996a), el basamento del arco volcánico es una corteza oceánica de edad pre– Aptiense. Las rocas volcánicas y vulcanógeno-sedimentarias del arco Cretácico están ampliamente desarrolladas en la región de estudio y representadas por las rocas de las formaciones Quibiján, Téneme, Santo Domingo y el Complejo Cerrajón. La Fm Quibiján según Quintas (1989), se puede dividir en tres secuencias: inferior, media y superior. La secuencia inferior tiene un espesor de 550 m y está compuesta por basaltos, la media es parecida a la inferior, pero predominan las lavas-brechas y las tobas lapilíticas de grano grueso a fino, litoclásticas y litocristaloclásticas con estratificación gradacional y laminar. La secuencia superior no está bien aflorada y las rocas se presentan con agrietamientos intensos y metamorfizadas, aunque se puede observar diversos mantos de lavas basálticas microfaneríticas porfiríticas, a veces amigdaloidales con algunas intercalaciones andesito-basálticas porfiríticas de color verde oscuro. La Fm. Téneme (Cretácico Superior-Inferior), se encuentra en las cuencas de los ríos, Cabonico y Téneme y en la región de Moa. Está compuesta principalmente por flujos de basaltos, andesitas basálticas, tobas y brechas y en menor medida dacitas, cabalgadas por rocas ultramáficas serpentinizadas (Proenza et al. 2006). Las rocas volcánicas están cortadas por pequeños cuerpos de cuarzo-diorita intrusivas de 89,70 ± 0,50 Ma (en Río Grande). La composición química de las rocas volcánicas indica una afinidad geoquímica que varía entre toleítas de arco pobres en Ti y boninitas (Proenza et al. 2006). La Fm. Santo Domingo (Albiense -Turoniense) está compuesta por tobas y lavabrechas andesíticas, dacitas, tufitas, argilitas, lutitas volcanomícticas, lavas basálticas, liparitodacíticas, conglomerados y calizas. También aparecen pequeños cuerpos de pórfidos dioríticos, andesitas y diabasas (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Proenza y Carralero, 1994; Gyarmati y otros, 1997), se incluyen en esta formación las calizas pizarrosas finamente estratificadas y muy plegadas de color grisáceo, que afloran en la localidad de Centeno. Aflora además hacia la parte centro occidental (al norte y sur de la Sierra Cristal), en la parte alta de la cuenca del río Sagua y en la región de Farallones-Calentura. Los materiales Ing. Yurisley Valdés Mariño 22 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. de la Fm. Santo Domingo se encuentran imbricados tectónicamente con las ofiolitas de la Faja Mayarí-Baracoa. Muchas veces los contactos coinciden con zonas que presentan una mezcla de bloques de vulcanitas pertenecientes al arco y de ofiolitas (Iturralde-Vinent 1996). El complejo Cerrajón (Aptiense-Turoniense) está compuesto por diques subparalelos de diabasas y gabrodiabasas (Gyarmati y Leyé O’Conor, 1990; Gyarmati y otros, 1997). La actividad volcánica se extendió desde el Aptiense al Campaniense Medio (Iturralde-Vinent, 1996). Restos de este basamento ofiolítico del arco afloran actualmente y están representados por las anfibolitas de la Formación Güira de Jauco, al sur de la región de estudio (Millán 1996; Iturralde-Vinent 1996). En la zona de contacto de estas rocas cretácicas con las ofiolitas, las mismas se encuentran deformadas, generalmente trituradas hasta brechas. En ocasiones los contactos coinciden con zonas muy fisuradas y foliadas, o con masas caóticas que contienen mezcla de bloques de ofiolitas y vulcanitas cretácicas (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Cobiella 2000). CUENCAS DE "PIGGY BACK" DEL CAMPANIENSE TARDÍO-DANIENSE Estas cuencas, se desarrollaron sobre las rocas pertenecientes al arco de isla volcánico y están representadas en la región por las Fm. Micara, La Picota y Gran Tierra. Todas con un gran componente terrígeno, con clastos de la asociación ofiolítica y rocas pertenecientes al arco. La Fm. Mícara de edad Maestrichtiense-Paleoceno, está compuesta por fragmentos y bloques procedentes de la secuencia ofiolítica y de las rocas volcánicas cretácicas. 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 (Cobiella et al. 1977; Quintas, 1989, 1996; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Formación Picota de edad Maestrichtiense es una secuencia típicamente olistostrómica. Posee 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. 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 Ing. Yurisley Valdés Mariño 23 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. fuente de suministro. Aflora en los flancos meridionales de la Sierra del Cristal, cuenca de Sagua de Tánamo, la base de la Sierra del Maquey y en la meseta de Caimanes. La Formación Gran Tierra, se compone de calizas brechosas, conglomerados volcanomícticos, brechas, margas, tobas, calizas organo-detríticas, areniscas volcanomícticas con cemento calcáreo, lutitas y tufitas (Cobiella, 1978; Quintas, 1989). En algunas localidades los depósitos Maestrichtiense-Daniense de tipo olistostrómicoflyschoide (formaciones Mícara y La Picota) transicionan a la secuencia del DanienseEoceno Superior (formaciones Gran Tierra, Sabaneta, Charco Redondo y San Luis) (Iturralde-Vinent, 1996, 1998; Cobiella 2000). La formación Gran Tierra es una secuencia terrígeno-carbonatada que aflora en los flancos meridionales de la Sierra Cristal. En las rocas arcillosas y margosas de esta formación se han registrado los primeros vestigios del vulcanismo paleogénico en forma de tobas. En consecuencia, estas formaciones constituyen un registro temporal del proceso de emplazamiento tectónico (obducción) de las ofiolitas, el cual estuvo enmarcado en el tiempo de desarrollo de estas cuencas. ARCO VOLCÁNICO (ARCO VOLCÁNICO TERCIARIO) Entre el Paleoceno y el Eoceno Medio-Inferior, se desarrolló otro régimen geodinámico de arco de islas volcánicas en Cuba. Esta actividad volcánica estuvo restringida fundamentalmente a la parte oriental de la isla, y en nuestra zona se considera como materiales distales del vulcanismo paleogénico. Estas secuencias están compuestas por tobas vitroclásticas, litovitroclásticas, cristalovitroclásticas con intercalaciones de tufitas calcáreas, areniscas tobáceas, calizas, conglomerados tobáceos, lutitas, margas, gravelitas, conglomerados volcanomícticos y algunos cuerpos de basaltos, andesitas y andesitasbasálticas, los cuales alcanzan hasta 60m de espesor (Formación Sabaneta) (IturraldeVinent, 1996, 1998; Cobiella 1997; Proenza y Carralero 1994) la cual yace sobre una secuencia de transición que contiene finas intercalaciones de tufitas (Fm. Gran Tierra) (Iturralde-Vinent 1976) o descansa discordantemente sobre las formaciones Mícara y La Picota, y sobre las ofiolitas y vulcanitas Cretácicas (Nagy y otros 1983). Esta formación aflora en los flancos septentrional y meridional de la Sierra Cristal, en la cuenca de Sagua de Tánamo, en un área extensa de la región de Cananova hasta Farallones y en un pequeño bloque en Yamanigüey. Ing. Yurisley Valdés Mariño 24 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. CUENCAS POSTVOLCÁNICAS Estas cuencas desarrolladas hasta el Eoceno Superior están formadas en sus inicios por rocas carbonatadas de mares profundos, las que van transicionando a rocas terrígenas. Las secuencias estratigráficas del Eoceno Medio-Oligoceno están representadas por las formaciones Puerto Boniato, Charco Redondo, Sagua, Sierra de Capiro, Cilindro, Mucaral, y Maquey. La Fm. Puerto Boniato (Eoceno Medio), se compone principalmente de calizas organodetríticas, aporcelanadas, algáceas y margas (Nagy y otros 1976). La Fm. Sagua está compuesta por margas y calizas (Albear y otros 1988; Quintas 1989, 1996). La Fm. Charco Redondo (Eoceno Medio) está compuesta por calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. En la parte inferior del corte son frecuentes las brechas. En esta parte predomina la estratificación gruesa, mientras que en la superior la fina (Cobiella 1978; Quintas 1989,1996; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Sierra de Capiro pertenece al Eoceno Superior y se compone de lutitas y margas con intercalaciones de lutitas y conglomerados con fragmentos de calizas arrecifales, serpentinitas y rocas volcánicas (Cobiella 1988; Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor, 1990). Aflora en la región de Yamanigüey formando una franja a lo largo de toda la costa. La Fm. Cilindro, perteneciente al Eoceno Medio-Superior se conforma de conglomerados polimícticos con estratificación enticular y a veces cruzadas, débilmente cementada con lentes de areniscas que contienen lignito. La matriz es arenítica polimíctica, conteniendo carbonato (Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990; Crespo 1996). La Fm. Mucaral de edad Eoceno Medio-Oligoceno Inferior está compuesta por margas con intercalaciones de calizas arcillosas, areniscas polimícticas, conglomerados polimícticos, lutitas y tobas (Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Maquey de edad Oligoceno-Mioceno Inferior está compuesta fundamentalmente por alternancia de lutitas, areniscas, arcillas calcáreas y espesor variable de calizas biodetríticas (Cobiella 1988; Quintas 1989; Crespo 1996). NEOAUTÓCTONO El "Neoautóctono" está constituido por formaciones sedimentarias depositadas en régimen de plataforma continental que yacen discordantemente sobre las unidades del cinturón plegado. Ing. Yurisley Valdés Mariño 25 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Las rocas del Neoautóctono constituyen una secuencia terrígeno-carbonatada poco deformada que aflora en las cercanías de la costa formando una franja que cubre discordantemente los complejos más antiguos y que estructuralmente se caracterizan por su yacencia monoclinal suave u horizontal (Quintas 1989; Iturralde-Vinent, 1994, 1996; Rodríguez 1998). Son representativas de esta secuencia las formaciones Cabacú, Yateras, Jagüeyes, Majimiana, Júcaro, Río Maya y Jaimanitas. La Fm. Cabacú (Oligoceno Medio-Mioceno Inferior) está compuesta por gravelitas, areniscas y lutitas polimícticas (proveniente principalmente de ultramafitas y vulcanitas) de cemento débilmente arcilloso-calcáreo y a veces algunos lentes de margas arcillosas en la parte inferior (Nagy y otros 1976; Quintas 1989; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Yateras (Mioceno Inferior) se compone de alternancia de calizas biodetríticas y detríticas y calizas biogénicas de granos finos a gruesos, duras, de porosidad variable y a veces aporcelanadas (Iturralde-Vinent, 1976; Nagy y otros 1976; Cobiella 1978; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990; Manso 1995; Crespo 1996). La Fm. Jagüeyes (Mioceno Medio Temprano) se compone de lutitas, areniscas, gravelitas polimícticas de matriz arenácea y arcillosa, con escaso cemento carbonático y margas arcillosas y arenáceas. Esta formación, se caracteriza por ser fosilífera, en la cual alternan calizas biodetríticas, biohérmicas, calcarenitas y arcillas. Las arcillas y lutitas, pueden ser yesíferas (Nagy y otros 1976; Albear y otros, 1988; Manso 1995). La Fm. Júcaro (Mioceno Superior-Plioceno) está compuesta por calizas generalmente arcillosas, calcarenitas, margas, lutitas, a veces con gravas polimícticas y arcillas yesíferas (Nagy y otros 1976; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). Esta formación aflora por toda la costa en la región de Cananova y Yamanigüey. 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, aflora en la región de Yamanigüey, formando una franja por toda la costa. Se presenta en forma de franja paralela al litoral, con un relieve poco accidentado representado por pequeñas colinas onduladas de poca pendiente. Ing. Yurisley Valdés Mariño 26 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. La Fm. Río Maya (Plioceno Superior-Pleistoceno Inferior) se conforma de calizas biohérmicas algáceas y coralinas muy duras, de matriz micrítica, frecuentemente aporcelanadas, conteniendo corales en posición de crecimiento, así como subordinadamente moldes y valvas de moluscos, todas muy recristalizadas, las calizas frecuentemente están dolomitizadas. El contenido de arcillas, es muy variable (Nagy y otros 1976; Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). La Fm. Jaimanitas (Pleistoceno Medio-Superior) se compone de calizas biodetríticas masivas, generalmente carsificadas, muy fosilíferas, contiene conchas bien preservadas y corales de especies actuales y ocasionalmente biohermas (Gyarmati y Leyé O’Conor 1990). Tectónica regional Desde el punto de vista tectónico, el área analizada se ubica dentro del denominado Bloque Oriental Cubano, el mismo constituye el más oriental de los tres grandes bloques tectónicos en que ha sido subdividida la estructura geológica del territorio cubano (Figura.1.4). Sus límites se encuentran definidos por los siguientes sistemas de fallas regionales: Sistema de fallas Cauto-Nipe. Sistema de fallas rumbo-deslizantes Bartlett-Caimán. Falla de sobrecorrimiento Sabana. N SFS Placa Norte Americana SFCN Bloque Oriental Cubano SFB Placa Caribe Figura 1.4 Mapa Esquemático del Bloque Oriental Cubano. Nombre de los Sistemas de Fallas: SFS, Sistema de Falla Sabana; SFB, Sistema de falla Barttlet; SFCN, Sistema de Fallas Cauto-Nipe. Tomado de Blanco-Quintero, 2003. Ing. Yurisley Valdés Mariño 27 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. En las secuencias más antiguas (rocas metamórficas y volcánicas), de edad Mesozoica, existen tres direcciones fundamentales de plegamientos: noreste-suroeste; noroeste-sureste y norte-sur, esta última, característica para las vulcanitas de la parte central del área. Las deformaciones más complejas, se observan en las rocas metamórficas, en la cual en algunas zonas aparecen fases superpuestas de plegamientos (Campos 1983, 1990). 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 sobrecorrimientos con mantos tectónicos altamente dislocados, de espesor variable y composición heterogénea. 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. En las rocas Paleogénicas y Eocénicas la dirección de plegamiento es este-oeste, mientras que las secuencias del Neógeno poseen yacencia monoclinal u horizontal (Campos 1983 y 1990). Los movimientos verticales son los responsables de la formación del sistema de horts y grabens que caracterizan los movimientos tectónicos recientes, pero 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, 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, que a su vez provocan desplazamientos horizontales de reajuste en todo el Bloque Oriental Cubano. (Figura.1.5). Ing. Yurisley Valdés Mariño 28 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Figura 1.5 a) Foto de mapa geológico esquemático que muestra las principales unidades geológicas, de Cuba Oriental, mostrando su relación con las ofiolitas. b) Corte generalizado de Cuba Oriental. Tomado de (Blanco-Quintero 2010). Geología del área de estudio Los trabajos de exploración geológica realizados por Sitnikov en 1976, en la concesión minera de Camarioca Sur, empleando la red de 100 x 100 metros; permitieron identificar y diferenciar las principales litologías que conforman el basamento sobre el que se desarrolló la corteza ferro-niquelífera. Entre las litologías del basamento se destacan las peridotitas y serpentinitas; en menor grado de abundancia aparecen diferentes variedades de gabros y diseminaciones de espinelas cromíferas; como se muestra en el mapa geológico del basamento del área de estudio. (Aleojin, V. et al. 1977). (Ver Figura.1.6) Ing. Yurisley Valdés Mariño 29 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. Figura. 1.6 Fotografía del mapa geológico del basamento tomado de Aleojin, 1977. En correspondencia a los trabajos efectuados en 1976, (Sitnikov, V. et al. 1976), las peridotitas serpentinizadas están representadas por dunitas y harzburgitas serpentinizadas y en casos aislados por lherzolitas y wherlitas. Asimismo, se identifican áreas con la presencia de serpentinitas, variedad antigorita, asociadas a las zonas de falla. Las características geológicas del área de estudio son complejas como se observa en la (Figura.1.7), ya que existe una distribución heterogénea de los diferentes tipos de litologías y las mismas presentan génesis diferentes. Las litologías predominantes en la zona son rocas ultramáficas del complejo inferior de la asociación ofiolítica que están metamorfizadas, tales como harzburgitas y dunitas todas ellas afectadas en mayor o menor grado por procesos metamórficos tales como serpentinización, cloritización, talcitización, antigoritización, anfibolitización y carbonatización. Este complejo de rocas se encuentra muy tectonizado formando parte de un conjunto de mantos de cabalgamiento que Ing. Yurisley Valdés Mariño 30 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. constituyen fragmentos del manto superior y corteza oceánica, que han sido emplazados tectónicamente por encima de las secuencias de rocas pertenecientes al antiguo arco de islas volcánicas del Cretácico en el Maastrichtiano-Campaniano (Iturralde Vinent et al. 2006). Petrológicamente este sector se caracteriza por la presencia de dunitas, harzburgitas, lerzholitas, peridotitas ricas en plagioclasa, serpentinitas, esquistos antigoríticos, esquistos cloríticos, rocas anfibolitizadas y diques de trondhjemitas. Encima de estas litologías se desarrollan diferentes espesores de cortezas de intemperismo ferrroniquelíferas las cuales ocupan una gran extensión superficial del área estudiada. En muchos afloramientos aparecen abundantes fragmentos de cuarzo criptocristalino relacionados con lineaciones tectónicas, estos materiales están relacionados con eventos hidrotermales de baja temperatura posteriores al emplazamiento de los mantos ofiolíticos. Figura 1.7 Fotografía del mapa geológico del área de estudio, escala original 1:3500. Ing. Yurisley Valdés Mariño 31 �Capítulo I Características físico-geográficas, geológicas regionales y particulares del área de estudio. El sector Camarioca sur se encuentra en el límite occidental de un bloque de máximo ascenso tectónico, el cual es afectado por estructuras disyuntivas de diferentes períodos de la evolución geotectónica, lo que determina el alto grado de complejidad del mismo. Las fallas más antiguas se corresponden al período de compresión hacia el norte que culminaron con la probable colisión y obducción de las paleounidades tectónicas del Bloque Oriental Cubano sobre el borde pasivo de la Plataforma de Bahamas que ocurrió en el Eoceno Medio (Lewis et al. 1989; Morris et al. 1990; Pindell y Barret 1990). Otros investigadores consideran que este proceso sólo se alcanzó hasta el Paleoceno Inferior (Iturralde 1996; Proenza, 1998). Desde el punto de vista estructural, las mediciones realizadas en los sistemas de grietas son escasos y la dirección predominante es: NW–SE (Figura.1.8), las zonas de fallas se identifican, por la presencia de sílice rellenando los sistemas de grietas, se estableció la relación entre las serpentinitas antigoritizadas y las manifestaciones de sílice. Figura 1.8 Fotografía del mapa tectónico del sector Camarioca Sur. Ing. Yurisley Valdés Mariño 32 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. CAPÍTULO 2. METODOLOGÍA Y VOLÚMENES DE LOS TRABAJOS REALIZADOS 2.1 Introducción El presente capítulo, contiene la metodología aplicada en la investigación para la caracterización petrográfica y mineralógica de las rocas (Figura. 2.1). La cual parte de la recopilación bibliográfica a partir de la búsqueda de materiales y datos de trabajos ejecutados en la región y el área de estudio, describiéndose el procedimiento utilizado en el procesamiento de las bases de datos, así como en las características petrográficas generales de las rocas que componen el complejo ofiolítico. Se dividió el trabajo en tres etapas fundamentales:  Etapa I: Recopilación de la información  Etapa II: Trabajo de campo  Etapa III: Trabajo de gabinete Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se trazaron varias tareas las cuales fueron cumplidas satisfactoriamente. A continuación, se describen las tres etapas de trabajo. Figura 2.1 Flujograma de la investigación. Ing. Yurisley Valdés Mariño 34 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.2 Etapa preliminar Durante esta primera etapa de la investigación, se hizo una búsqueda de información bibliográfica, través de la revisión de una serie de artículos científicos, trabajos de diploma, tesis de maestría, doctorados y otros documentos relacionados con la evolución geologia de Cuba oriental y del complejo ofiolítico. Para ello se utilizó la base de datos del Centro de información del ISMMM, así como información suministrada por el fondo geológico y sitios web de la INTERNET especializados en el tema. Luego de haber desarrollado la búsqueda bibliográfica de dicha información, se comenzó a procesar e interpretar los datos obtenidos previamente para posteriormente ser llevados a formato digital como parte de la memoria escrita del trabajo y también como documentos gráficos incluidos. Los primeros estudios geológicos sobre las rocas en Cuba datan desde principios de siglo XX cuando los geólogos comenzaron a interesarse por las rocas de composición ultramáficas presentes en la región de Moa. Así Hayes et al. (1901) relacionaron estas rocas con el zócalo metamórfico de edad Paleozoica. Spencer (1907), Kemp (1910), Cox (1911), Hayes (1911,1915) y Leite (1915), realizan varios trabajos de exploración sobre las menas lateríticas cubanas se llevaron a cabo por numerosos geólogos norteamericanos. Ya en el año 1918, investigadores tales como Burch y Burchard realizaron trabajos de carácter evaluativo para el pronóstico de los yacimientos minerales de la antigua provincia de Oriente, entre ellos se pueden citar, las menas lateríticas, cromitas y minerales de manganeso, (Burch, A. y Burchard, E. F. 1919). M. Goldschmidt (1922) en su estudio clásico sobre la región de Olso, examinó un grupo de rocas del Paleozoico de la secuencia pelítica, cuarzo feldespática, calcárea y básica que fueron sometidas a metasomatismo por intrusión de stocks. P. Eskola (1939) estudió las rocas metamórficas del norte de Europa, principalmente las de Finlandia y comparándolas con las estudiadas por Goldschmidt, en Olso, lo condujo a introducir el concepto de roca metamórfica. En Cuba, en los tiempos previos al triunfo de la Revolución, son muy pocos los trabajos que salen a la luz, destacando los de Lewis (1955) y Kozary (1968). Los primeros hicieron una pormenorizada descripción de la geología de la porción central de la antigua provincia de Oriente, cuyos puntos de vista acerca de la secuencia ofiolítica no se diferencian Ing. Yurisley Valdés Mariño 35 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. sustancialmente de los conceptos anteriores. En 1962 se destaca el trabajo realizado por los geólogos soviéticos Adamovich y Chejovich, que consistió en un levantamiento geológico regional a escala 1:50 000 del nordeste de Cuba oriental. Las investigaciones fueron ejecutadas con un bajo número de perforaciones de mapeo; no obstante, sirvió de documento geológico primario para futuros proyectos y campañas de prospección. Los trabajos de prospección acompañantes permitieron ofrecer un pronóstico de los recursos minerales de las lateritas, (Adamovich, A. Chejovich, V, 1962), (Muñoz1977). Por su parte Kozary (1968) hace un meritorio trabajo acerca de la estratigrafía de la zona y además, trató de explicar la presencia de las rocas magmáticas como una posible intrusión (en estado frío) hacia la superficie de la corteza terrestre, producto de la tectónica. En 1972 se comienzan las investigaciones de carácter regional en el territorio oriental cubano por especialistas del Departamento de Geología de la Universidad de Oriente, luego el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, estableció en 1976 que la tectónica de sobreempuje afecta a las secuencias sedimentarias fuertemente dislocadas, detectándose en numerosas localidades la presencia de mantos alóctonos constituidos por rocas terrígenas y volcánicas del Cretácico Superior sobreyaciendo las secuencias terrígenas del Maestrichtiano-Paleoceno Superior, planteando el carácter alóctono de los conglomeradosbrechas de la formación la Picota, demostrándose en investigaciones posteriores (Cobiella, J. y Rodríguez, J. 1978) el carácter predominantemente autóctono de estas secuencias formadas en las secuencias superpuestas del 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. Cobiella en 1978 propone un esquema tectónico que resume una nueva interpretación estratigráfica y paleogeográfica de Cuba Oriental delimitando cinco zonas estructuro faciales. Entre los años 1973 y 1976, se realizaron los trabajos de exploración orientativa y el cálculo de reservas en los yacimientos Camarioca Norte y Camarioca Sur dirigidos por V. Sitnikov, en los cuales se recoge una detallada información geológica, que incluye, la geologia, tectónica y petrología del yacimiento, además fue posible valorar las reservas de ambos yacimientos lateríticos (Stinikov, 1976). Es importante destacar en este periodo el trabajo de levantamiento geológico a escala 1: 250 000 realizado en la antigua provincia de Ing. Yurisley Valdés Mariño 36 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Oriente por la Brigada Cubano - Húngara de la Academia de Ciencias de Cuba, 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 2.2. Nagy, 1976. Figura 2.2. Esquema tectónico según E. Nagy, 1976 1A- Margen Norte; 1B- Margen Sur; 2- Cuenca Guacanayabo - Guantánamo; 3- Sinclinorium Central; 4- Cuenca de Guantánamo; 5-Zonas pre-cubanas; 6Zona Caimán y 7- Zona Remedios. Al mismo tiempo 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 Teleguin V. , 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 Pérez R. (1976), donde se realizó un estudio detallado de las distintas formaciones geológicas del área. De igual forma se realizaron reconstrucciones paleogeográficas que le permitieron caracterizar el relieve pre-Maestrichtiano de la región y clasificaron el relieve actual. Mantuvieron la opinión de que las ultramafitas son intrusiones magmáticas emplazadas en estado cristalino; reconocen por primera vez la yacencia estratiforme de las ultramafitas, las que definen como un macizo con forma de lente. Además, consideraron que la serpentinización de las ultramafitas se debía a los procesos de autometamorfismo. En la década de los 60 autores como Furrazola-Bermúdez (1964), Semionov et al. (1968), Ing. Yurisley Valdés Mariño 37 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. mantuvieron la opinión de que las ultrabasitas son intrusiones magmáticas clásicas, aunque con ciertas diferencias en las edades, Dudoz y Vagnat (1963) se suman a la idea propuesta por Kozary (1968) considerando a las ultramafitas como fragmentos del manto, asignando una edad pre-Cretácica para su emplazamiento y otra posterior para la serpentinización. Knipper y Cabrera (1974), hacen una caracterización más completa de la asociación ofiolítica, relacionan a los gabros y las diabasas con las rocas del complejo ultramáfico, los autores consideran que el conjunto de los complejos ofiolíticos estudiados son parte de la corteza oceánica. Sin embargo Somin y Millán (1981) dudan de las relaciones que puedan existir entre estos complejos y un perfil oceánico típico. En 1976 establecieron que la tectónica de sobreempuje 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. Los últimos trabajos relacionados con el estudio de las secuencias ofiolíticas y que ofrecen una caracterización más completa de las mismas, son los presentados por Fonseca y Zelepugin (1985), en los mismos se completa el estudio del perfil de la corteza oceánica, ya que aparecen, bien definidos desde el punto de vista de su composición química, todos los complejos de la asociación. Según Heredia y Terepin (1984) la zona de los cumulados máficos está compuesta por gabros, gabronoritas, troctolitas y anortositas, relacionados por una transición gradual; en los puntos donde los contactos son tectónicos, los gabroides están cataclastizados y milonitizados y las serpentinitas son esquistosas. Según Ríos y Cobiella (1984) estas rocas componen cerca de un 10 % del área del macizo; están estructuradas en grandes bloques en contacto tectónico con las ultramafitas sin embargo, aparecen zonas de alternancia entre ambas litologías lo que hace pensar en contactos primarios transicionales. Las rocas de afinidad ofiolítica de la zona de cumulados máficos fueron descritas por estos autores, al este de Punta Gorda, en el municipio de Moa, en un cuerpo de gabroide denominado por ellos como Gabroides Quesigua, donde se Ing. Yurisley Valdés Mariño 38 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. reportó y describió una variedad de gabros: entre ellos gabros normales, gabros olivínicos y gabronorita con yacencia estratificada. En el periodo 1980-1985 el Departamento de Geomorfología de la Empresa Geológica de Oriente en la búsqueda y categorización de las reservas lateríticas, 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 realizó por primera vez de forma integral para todo el nordeste de Holguín, el grado más o menos perspectivo para la prospección de cortezas de intemperismo ferro-niquelíferas en dependencia de las condiciones geólogo geomorfológicas. Dublan, L. et al. (1985). En 1989, Quintas F., en su tesis doctoral realizó el estudio estratigráfico de Cuba Oriental donde propone las Asociaciones Estructuro Formacionales (AEF) que constituyen el territorio así como las formaciones que lo integran, realizando la reconstrucción del Cretácico al Paleógeno, intervalo cronológico de mayor complejidad para la geología de la región oriental. 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 hayan realizado, al abordar todas las vertientes del trabajo geológico con un gran volumen de información textual y gráfica (Gyarmati 1990). En los últimos años los trabajos realizados en el sector de estudio han estado encaminados fundamentalmente al esclarecimiento e identificación de las principales fases minerales portadoras de los componentes útiles: hierro, níquel y cobalto. (Rojas Purón, L.A. et al.1994); (Almaguer, A, 1995) (Brand, N. W.1998); (Muñoz J. N. 2004); (Galí, S. et al. 2006); (Muñoz, et al. 2007). Entre los trabajos más reciente se encuentra el proyecto de exploración geológica del yacimiento Camarioca Sur llevado acabo por especialistas del departamento de geología del ISMMM, Geominera Oriente y Moa Níquel S.A, los trabajos se iniciaron en agosto del 2010 y finalizaron en enero del 2012, a partir del cual, surge la propuesta de realizar el presente trabajo investigativo motivado por el descubrimiento de tipos de rocas metamórficas que no se habían reportado asociadas al complejo ofiolítico. Ing. Yurisley Valdés Mariño 39 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Metamorfismo en Cuba Debido a las características de las rocas metamórficas, hasta el momento no se ha establecido una clasificación jerárquica de las mismas, universalmente aceptada para su uso práctico, a diferencia del caso de las rocas ígneas y sedimentarias. Por eso se tomó la decisión de utilizar como base para este trabajo la Clasificación y Terminología empleadas en Fry (1995) y Castro Viejo (1998), aunque adecuadas a las particularidades de las metamorfitas expuestas en Cuba. En el territorio cubano afloran rocas metamórficas generadas durante procesos de carácter regional, cuyos protolitos, tanto de naturaleza oceánica como continental de edad Mesozoica, específicamente Jurásicos y Cretácicos, que pueden llegar a constituir grandes macizos rocosos. La única excepción son unos afloramientos pobres y aislados de mármoles y calcifiros de un basamento siálico del Proterozoico Superior localizados en la parte noroccidental de Cuba central (Rene, et al. 1989; Somin y Millán 1981). El metamorfismo regional en Cuba tuvo lugar en diferentes épocas del período Cretácico, hasta el Campaniano inclusive. La génesis de las metamorfitas se relacionó esencialmente con procesos de subducción, suprasubducción y colisión de distintas microplacas o complejos oceánicos y continentales, donde las rocas casi siempre fueron además muy deformadas y multiplegadas. Excepcionalmente, aparecen afloramientos de cierta significación de metamorfitas de contacto, vinculadas con la intrusión de granitoides de los arcos volcánicos Cretácico y Paleógeno (Millán, Somin, Díaz, 1985). Metamorfismo de Contacto Este tipo de metamorfismo ocurre formando una aureola alrededor de los cuerpos intrusivos de rocas ígneas a distintas profundidades. Corneana u Hornfelsa: La corneana u hornfelsa es el tipo de roca que caracteriza este tipo de metamorfismo. En general, son rocas con textura granoblástica de grano muy fino a medio, fractura concoidal y con frecuencia una estructura moteada, formada por un mosaico de granos minerales, generalmente equidimensionales, donde a veces se observan también porfiroblastos de mayor tamaño. Raras veces presentan una verdadera foliación o esquistosidad. Son metamorfitas de baja presión y grado metamórfico bajo, medio o alto, lo cual está en dependencia del tipo y dimensiones del intrusivo, su profundidad, así como de su cercanía o Ing. Yurisley Valdés Mariño 40 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. lejanía del contacto con la intrusión. El metamorfismo de contacto vinculado con intrusivos suele destacarse también en las regiones donde los complejos rocosos han sido afectados por el metamorfismo regional. Ambos tipos de metamorfismo pueden incluso ocurrir durante un mismo proceso geodinámico. En Cuba se conoce el denominado cinturón Sierra de Rompe (Victoria de las Tunas), donde las vulcanitas cretácicas de la Fm. Guáimaro fueron instruidas por un plutón de granitoides del Cretácico Superior, formando una aureola de contacto de varios centenares de metros de potencia en la parte sur de la intrusión. Estas fueron convertidas en hornfelsa, que con frecuencia se tratan de verdaderas anfibolitas granoblásticas que suelen tener una estructura moteada y a veces una foliación metamórfica (Belmustakov, E. et al. 1981). Skarn: El skarn es una roca granular que se forma cuando un cuerpo de granitoides intruye un horizonte o formación calcárea, constituyendo una aureola de contacto enriquecida en diferentes minerales calcosilicatados, característicos para este tipo de metamorfismo de baja presión. En Cuba este tipo de roca aparece en varios lugares, destacándose particularmente en una localidad cercana al extremo noroccidental del macizo Escambray en Cuba central, donde los granitoides del Cretácico Superior intruyen un horizonte calcáreo de la secuencia del arco volcánico Cretácico. Aquí aparece, entre otros minerales calcosilicatados, la wollastonita, mineral típico para el metamorfismo de contacto o regional de muy baja presión (Somin y Millán 1981) (Schneider, J. et al. 2004). Metamorfismo Dinámico Este tipo de metamorfismo es el que ocurre en las fallas o zonas de fallas. Es bien conocido que a lo largo de las fallas de cierta envergadura, generalmente se localizan zonas estrechas de stress o esfuerzos muy elevados, donde la actividad de fluidos suele ser intensa, lo cual está en dependencia también de las diferencias en la temperatura, debido a la profundidad de los cortes rocosos. Esto da lugar a que las rocas puedan ser metamorfizadas y foliadas, aunque generalmente conservan restos primarios muy deformados. Este tipo de metamorfismo es de carácter local, en Cuba no se conocen ejemplos significativos, Fry (1995) y Castro Viejo (1998). Blastomilonita: Este nombre se utiliza cuando la milonita tiene la matriz casi o totalmente recristalizada, pero conserva restos deformados visibles de la roca primaria. Ing. Yurisley Valdés Mariño 41 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Brecha tectónica: Es una roca fragmentada y masiva, con los fragmentos de un tamaño superior a medio centímetro, sin recristalización ni deformaciones apreciables. No se trata de una metamorfita propiamente. Cataclasita: Es una roca fragmentada con estructura masiva, sin recristalización ni deformaciones apreciables de los fragmentos. A diferencia de las milonitas, no se trata de una metamorfita propiamente. Esquisto milonítico o gneiss milonítico: Estos apelativos se utilizan, según el caso, cuando debido a la recristalización, la milonita pierde sus características propias, formándose un agregado de minerales metamórficos visibles a simple vista. En estos casos la denominación de la roca se rige de la misma forma que en los esquistos y gneises, aunque se especifica su carácter milonítico. Por ejemplo: esquisto milonítico cuarzo moscovito granatífero. Milonita: en sentido general, el término milonita ha sido usado para describir a las metamorfitas foliadas y bandeadas generadas en las zonas de falla. Sin embargo, este nombre, sin prefijo alguno, se usa en los casos de que la roca conserve numerosos restos primarios en forma de porfiroclastos deformados y elongados, con una matriz de grano muy fino parcialmente recristalizada (Piotrowski, J. 1976). Protomilonita: este término se utiliza cuando la milonita tiene muy escasa matriz, predominando los restos primarios deformados. Ultramilonita: este apelativo se usa cuando la milonita no contiene restos primarios visibles y la matriz de grano muy fino se encuentra casi o totalmente recristalizada y generalmente bien bandeada. Metamorfismo Regional Es un proceso de reelaboración mineralógica, estructural y textural de las rocas en estado sólido, que ocurre debido a la interacción de las placas tectónicas bajo muy diferentes condiciones corticales de temperatura, presión y actividad de fluidos. En las zonas de convergencia de placas tiene lugar un metamorfismo regional en ambientes geodinámicos de subducción, de suprasubducción y de colisión, mientras que en las regiones donde las placas divergen y se genera nueva corteza oceánica, ocurre un metamorfismo regional de muy baja presión y elevada actividad hidrotermal, donde las rocas son mucho menos deformadas y reelaboradas, que se conoce como metamorfismo Ing. Yurisley Valdés Mariño 42 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. oceánico. Este último tipo de metamorfismo también puede suceder en un ambiente de suprasubducción, siempre que haya formación de corteza oceánica. ´ En los procesos de metamorfismo regional la reelaboración de las rocas es generalmente polifásica, destacándose las asociaciones minerales progresivas que quedan impresas en la roca cuando el grado metamórfico se eleva y posteriormente, las asociaciones regresivas que se imprimen en la roca cuando el grado metamórfico disminuye. Tanto unas como otras pueden preservarse en mayor o menor grado. En las metamorfitas con frecuencia se conservan restos de minerales, texturas y estructuras de la roca primaria, lo cual está en dependencia del grado y tipo de metamorfismo. A continuación se expone una caracterización general de las metamorfitas de carácter regional. Los términos utilizados aquí fueron tomados de Fry (1995) y Castro Viejo (1998). Anfibolita: roca metamórfica compuesta esencialmente por hornblenda y plagioclasa, producida por el metamorfismo de rocas magmáticas básicas y ocasionalmente margas magnesianas. Puede ser masiva, esquistosa o bandeada. Las anfibolitas se generan en condiciones de diferentes grados y tipos de metamorfismo, incluso en condiciones de un metamorfismo de contacto, lo cual se refleja en el tipo de hornblenda, tipo de plagioclasa y los otros minerales asociados. En Cuba existen complejos o formaciones compuestas esencialmente por anfibolitas, tales como el complejo Mabujina en el sur de Cuba central Blein (2003), la formación Yayabo en el macizo Escambray, (M. L. Somin y G. Millán 1976; Schneider, J. et al. 2004), las anfibolitas Perea en el norte de Cuba central y vinculada con el cinturón ofiolítico y la Fm. Güira de Jauco en el extremo oriental cubano (Millán y Somin 1975). También se destacan bloques de anfibolitas de alta y baja presión incluidos en las serpentinitas del cinturón ofiolítico. Cuarcita: roca metamórfica prácticamente monomineral o con cuarzo muy predominante. Pueden formarse en condiciones de cualquier grado de metamorfismo regional, ya sea de presión alta, media o baja, así como también en el metamorfismo de contacto. Sus protolitos son generalmente pedernales o silicitas (chert), o areniscas cuarcíferas. Si la cuarcita presenta una estructura orientada bien manifiesta, sería una cuarcita esquistosa, y si tiene bandeamiento visible es una cuarcita bandeada. Si presenta además otro mineral visible, éste será destacado en la denominación de la roca: cuarcita bandeada con granate, Ing. Yurisley Valdés Mariño 43 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. cuarcita granatífera si tiene una cantidad apreciable de granate, cuarcita con mica blanca y glaucofana, etc. Cuarcitas de diferentes orígenes, grados y tipos de metamorfismo son frecuentes en los macizos Escambray e Isla de la Juventud, en la Faja Metamórfica Cangre (Cruz-Gámez 2003) y como inclusiones en las serpentinitas del cinturón ofiolítico. Se puede destacar también el origen de la cuarcita en su propia denominación, por ejemplo: cuarcita metaterrígena, cuarcita metapedernálica o metasilicítica. Eclogita: son metamorfitas de origen principalmente magmático y carácter básico (gabros, diabasas y basaltos), formadas en condiciones de un metamorfismo de alta presión y grado medio a alto. Están constituidas esencialmente por clinopiroxeno omfacítico y granate. Generalmente, son granulares o bandeadas y pueden contener otros minerales asociados. En Cuba se conocen formando cuerpos intercalados en secuencias de protolito terrígeno y carbonático de edad Jurásica en el macizo Escambray, así como en bloques incluidos en las tectonitas ultramáficas serpentinizadas del cinturón ofiolítico cubano. Esquisto: roca metamórfica de grano fino a medio, caracterizada por una foliación o esquistosidad bien definida, cuyos minerales suelen reconocerse a simple vista. Si presenta además una estructura bandeada, la roca se denomina esquisto bandeado. Los esquistos pueden contener uno o más minerales formando porfiroblastos de mayor tamaño. Su grado metamórfico generalmente es de bajo a medio. Esquisto azul: son esquistos originados en condiciones de alta presión y grado bajo a medio, en cuya composición juega un rol fundamental la glaucofana. Cuando es de grano fino, la abundancia de este mineral imprime a la roca una coloración azulada o gris azulada. Esquisto verde: son esquistos derivados principalmente de rocas magmáticas básicas efusivas y piroclásticas, o también de areniscas de composición adecuada, generados en condiciones de un metamorfismo de bajo grado y presión baja a media. Se componen básicamente por clorita, albita, actinolita y epidota. Fels: Roca granular carente de una esquistotosidad o bandeamiento manifiesto. Su grano puede ser medio a grueso y su grado metamórfico medio o alto. En los esquistos, gneiss y fels, la denominación de la roca incluye los minerales formadores dominantes, los cuales son nominados de forma decreciente con respecto a su cantidad, debiendo destacarse además la existencia de minerales indicadores visibles, aunque sean escasos. Por ejemplo: esquisto cuarzo micáceo con granate, esquisto micáceo cuarcífero Ing. Yurisley Valdés Mariño 44 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. con cianita y estaurolita, gneiss cuarzo feldespato biotítico con cianita y granate, fels plagioclásico cuarcífero con clinopiroxeno y granate, etc. Si un mineral determinado predomina ampliamente en la composición de la roca o se trata de una roca prácticamente monomineral, éste caracteriza su apelativo, por ejemplo: esquisto granatífero, fels granatífero o granatita, fels zoisítico o zoisitita, cuarcita, esquisto cuarcífero, esquisto antigorítico o antigoritita. Los esquistos de diferente tipo, composición y grado metamórfico predominan en la composición de los macizos metamórficos de la Isla de la Juventud y el Escambray. En el Escambray existen además típicos esquistos azules y esquistos verdes. Los gneises metaterrígenos aparecen en el macizo Isla de la Juventud, en el sector donde se alcanzó un metamorfismo de alto grado. En los macizos Isla de la Juventud y Escambray también se destacan típicos fels. El caso más característico es el de la unidad rocosa conocida como esquistos cristalinos Algarrobo, en el macizo Escambray, que se trata de un fels polimineral cuarzo albito granate micáceo y otros minerales asociados. El denominado complejo Socorro se trata del representante de un basamento siálico del Neoproterozoico pobremente expuesto en el extremo noroccidental de la prov. Villa Clara, en las localidades La Teja y Socorro (Somin y Millán, 1981; Renne et al. 1989). Este se compone esencialmente de mármoles y calcifiros o fels calcáreos de grano grueso. Aquí es característico el fels calcito flogopito forsterítico, a veces también con diópsido. Filita: Roca de grano muy fino (menor de 0,5 mm), con foliación bien definida y aspecto lustroso, debido a la abundancia de sericita, clorita, o sericita con clorita (filosilicatos). Su metamorfismo es de grado muy bajo. La Faja Metamórfica Cangre, expuesta en el extremo meridional de Alturas de Pizarras del Sur, Subzona Los Órganos de la Zona Guaniguanico, está compuesta básicamente por filitas cuarcíferas y filitas. En el complejo Purial extremo oriental de Cuba, las metatobas de grano fino o metatufitas, así como las intercalaciones metaterrígenas y metacalcáreas, constituyen filitas, filitas cuarcíferas, filitas calcáreas y mármoles foliados (Boiteau 1972 y Hernández, M. 1979). Mármol: Roca metamórfica compuesta predominantemente por calcita o dolomita. Los mármoles se pueden formar en condiciones de cualquier grado de metamorfismo regional, ya sea de presión baja, media o alta, así como en el metamorfismo de contacto. Sus Ing. Yurisley Valdés Mariño 45 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. protolitos son principalmente calizas, calizas dolomíticas o dolomitas. Si tiene esquistosidad es un mármol esquistoso, con bandeamiento es un mármol bandeado. Si presenta otro mineral visible, éste será destacado en la denominación de la roca: mármol bandeado con diópsido, mármol tremolítico, mármol flogopítico, etc. Mármoles de diferentes tipos y grados metamórficos afloran en los macizos Isla de la Juventud y Escambray, en la Faja Metamórfica Cangre y en los complejos Purial y Asunción del extremo oriental de Cuba. (Cruz-Gámez, E.M. et al. 2003). Migmatita: Roca compuesta por una mezcla de material metamórfico e inyecciones cuarzo feldespática de composición granítica. Son formadas por la granitización de las metamorfitas en las regiones con alto grado metamórfico y elevada actividad de fluidos. Son rocas bandeadas y son de grano medio a grueso. Verdaderas migmatitas solo se conocen en el macizo Isla de la Juventud, en el sector donde el metamorfismo regional alcanzó su mayor grado, se han documentado además en la zona de la Corea (Leyva, C. et al. 1998). Metamorfítas vinculadas con el Cinturón Ofiolítico Metamorfítas de Alta Presión En la composición de los melanges serpentiníticos que aparecen incluidos en peridotitas tectoníticas serpentinizadas del cinturón ofiolítico cubano, suelen destacarse, en diferentes lugares del territorio cubano, bloques de metamorfitas de alta presión, cuyos protolitos son principalmente elementos constituyentes de una corteza oceánica (ofiolíticos) metamorfizados en una zona de subducción, constituyendo lo que se conoce en la literatura como un complejo de subducción (Somin y Millán, 1981; Kubovics et al. 1989; Millán, 1996 b, 1997c). De acuerdo con numerosas dataciones de edad absoluta de muestras de estos bloques tomadas en distintos sitios, este complejo pudo haberse generado en una subducción norteña buzante al sur, suturada antes del inicio del arco volcánico calcoalcalino a partir del Aptiano-Albiano (Millán, 1996 b, 1997 c; Millán et al. 1998). Cabe señalar, que de 33 dataciones K-Ar realizadas en estas metamorfitas, 20 arrojaron edades entre 100 y 128 millones de años (Iturralde-Vinent et al. 1996). Por otra parte, dos dataciones Ar-Ar, de muestras de eclogitas tomadas en diferentes localidades, una publicada (García-Casco et al. 2002) arrojaron una edad de 118 millones Ing. Yurisley Valdés Mariño 46 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. de años para la época en que debió ocurrir la exhumación de estos bloques desde las profundidades en melanges serpentiníticos. En Kerr et al. (1999) se señaló que durante la ocurrencia de esta subducción norteña tuvo lugar la generación de un arco volcánico de tipo boninítico de corta duración. Las principales localizaciones de estos bloques de metamorfitas de alta presión son, de oeste a este: olistostromas en el Miembro.Vieja de la Fm. Manacas del Eoceno Inferior en Guaniguanico; melange tectónico de Rancho Veloz; ultrabasitas tectoníticas serpentinizadas en la regiones de Santa Clara, Holguín, Alto de Corea en la Sierra de Cristal (Blanco Quintero, I. F. 2011) y en la Sierra del Convento del extremo occidental de la Sierra del Purial (Blanco Quintero, I.F, 2003). Las eclogitas típicas, parcialmente diaftoritizadas, se componen por la asociación básica de omfacita y granate, pudiendo contener además zoisita y rutilo. Sin embargo, debido al metamorfismo regresivo en condiciones de alta presión o en la facies de los esquistos verdes, suelen contener también diferentes tipos de anfíbol, mica blanca, clinozoisita o epidota, plagioclasa, clorita, esfena, etc. Estas pueden encontrarse en distintas localidades, particularmente en las regiones de Santa Clara y de Holguín. Investigaciones petrológicas realizadas recientemente con microsonda electrónica en dos muestras de rocas eclogíticas, una tomada al norte de la ciudad de Santa Clara y otra en la región de Holguín, incluidas ambas dentro de un mismo tipo de melange serpentinítico (García-Casco et al. 2002), demostraron que éstas se tratan de eclogitas anfibólicas con rutilo accesorio, en las cuales el granate y la omfacita se asocian paragenéticamente con abundante anfíbol sódico-cálcico. Se destaca además una asociación regresiva, débilmente impresa, compuesta por anfíbol cálcico, albita, epidota y esfena. La inexistencia de efectos difusionales marcados en los halos de los cristales de granate, sugiere que el diaftoresis ocurrió justo a continuación del pico del metamorfismo progresivo, ocurriendo un enfriamiento relativamente rápido de las eclogitas durante su exhumación en melanges serpentiníticos. Estas investigaciones precisaron que el pico del metamorfismo progresivo de las eclogitas de ambas localidades ocurrió entre 450 y 650 grados centígrados y bajo una presión superior a los 15 kilobars, mientras que el metamorfismo retrógrado tuvo lugar a una Ing. Yurisley Valdés Mariño 47 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. temperatura inferior a los 500 grados centígrados y una presión por debajo de los 10 kilobars. Son frecuentes las anfibolitas de alta presión, que se componen por anfíbol de tipo hornblenda asociada con plagioclasa ácida, granate, mica blanca, clinozoisita y rutilo, es decir, anfibolitas micáceo granatíferas. En ocasiones pueden encontrarse restos de una eclogita más antigua. Los bloques de estas anfibolitas, aunque sin restos eclogíticos, son abundantes en el Alto de Corea, formando parte de una secuencia estratificada donde además aparecen intercalaciones de cuarcitas metapedernálicas con mica blanca y granate. Los bloques de cuarcitas de este tipo, a veces además con glaucofana, pueden destacarse en otras localidades. Los esquistos glaucofánicos de grado medio son frecuentes en diferentes localizaciones, donde la glaucofana se asocia con mica blanca, granate, plagioclasa ácida, clinozoisitaepidota o lawsonita y rutilo. Se tratan de esquistos glaucofano granato micáceos. Por otra parte, en la región de Santa Clara son frecuentes unos esquistos glaucofánicos de bajo grado y grano fino (metaturbiditas), donde la glaucofana se asocia con albita, clorita, lawsonita y pumpelleita, con grafito accesorio. Se tratan de esquistos glaucofano lawsonito pumpelleíticos. En la misma región encontramos un esquisto muy particular de composición cuarzo mica blanca psilomelánico. Blanco- Idael (2012) plantea que en la Sierra del Convento son usuales unos esquistos bandeados zoisíticos o zoisito clinopiroxénicos, a veces además cuarcíferos, de grano fino a medio. Además puede encontrarse un fels zoisítico. También aparecen esquistos jadeito glaucofano micáceos (mica blanca) y esquistos enriquecidos en clinopiroxeno jadeítico. Son usuales aquí unas anfibolitas con clinozoisita, plagioclasa ácida y a veces también granate, las cuales aparecen intruidas por unos metagranitoides trondjemíticos esquistosos con mica blanca y zoisita. Los bloques de antigorititas o de esquistos antigoríticos de grano muy fino son frecuentes en diferentes localidades, al igual que los esquistos actinolíticos o actinolititas no esquistosas, así como también los esquistos talcosos. Metamorfítas de Baja Presión Vinculadas con el cinturón ofiolítico cubano se destacan metabasitas de baja presión, las cuales parecen derivarse, al menos en parte, de gabros y diabasas de la propia asociación ofiolítica, formando bloques incluidos tectónicamente dentro del horizonte del complejo de Ing. Yurisley Valdés Mariño 48 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. las peridotitas tectoníticas. Principalmente se tratan de unas anfibolitas poco plegadas y deformadas que como regla conservan muchos restos de minerales y estructuras magmáticas. Pueden ser anfibolitas masivas, con esquistosidad imperfecta, o esquistosas y con menor cantidad de restos magmáticos. Estas se componen por la asociación de hornblenda y plagioclasa (oligoclasa hasta labrador). En menor grado también aparecen esquistos o rocas verdes de menor grado metamórfico, cuyos protolitos pueden ser basaltos, diabasas y gabros. Se consideraba que la reelaboración de estas basitas fue debido a un metamorfismo regional de muy baja presión de tipo oceánico, probablemente relacionado con la génesis de las ofiolitas, ya sea en condiciones de MORB o de suprasubducción, por lo que se suponía su edad como Jurásico Superior a Cretácico Inferior (Somin y Millán, 1981). Sin embargo, de acuerdo con datos recientes, la cuestión relacionada con estas metabasitas de baja presión vinculadas con el cinturón ofiolítico es más complicada, pues las mismas parecen tener diferentes tipos de protolitos (García-Casco et al. 2003). En Cuba central, al este de Santa Clara, las anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas de baja presión constituyen una faja coherente conocida en la literatura como metamorfitas Perea, las cuales además aparecen formando inclusiones en las peridotitas serpentinizadas del complejo tectonítico. Esta faja se compone por anfibolitas metagabroídicas y metadiabásicas desde esquistosas a masivas, que generalmente contienen restos de minerales y estructuras magmáticas. Las asociaciones metamórficas están compuestas por hornblenda y plagioclasa (Somin y Millán, 1981; Millán, 1996 b). De acuerdo con datos petrológicos recientes destacados en García-Casco et al. (2003), una muestra de anfibolita metadiabásica con restos magmáticos, tomada en el cinturón de Perea, presentó una asociación metamórfica de magnesiohornblenda con andesina, cuyos parámetros de presión y temperatura fueron de 650 a 800 grados centígrados y menos de 3 kilobars; mientras que una muestra de metagabroide tomada en una localidad cercana de la misma faja arrojó unos parámetros de temperatura-presión de 900 a 1100 grados centígrados y 3 kilobars en una asociación metamórfica de andesina, anfíbol (pargasitakaesuitita) y clinopiroxeno, sin restos primarios, que parece corresponder con la facies granulítica de baja presión. Ing. Yurisley Valdés Mariño 49 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Por sus características geoquímicas ambas muestras tienen una afinidad calcoalcalina típica de un magmatismo de arco volcánico, pero no de tipo ofiolítico. Además, una datación ArAr indicó una edad del metamorfismo de aproximadamente 90 millones de años, por lo que éste pudiera estar relacionado con la propia colisión del Cretácico Superior y no con un proceso de tipo oceánico vinculado propiamente con las ofiolitas, a pesar de que las metabasitas de Perea aparecen actualmente asociadas espacial y estructuralmente con el cinturón ofiolítico e incluso sus bloques aparecen incluidos dentro de las peridotitas tectoníticas serpentinizadas de la base de una asociación ofiolítica original. Por otra parte, en una estrecha faja de melange serpentinítico que constituye la prolongación oriental del macizo ofiolítico de Cajálbana, en Cuba occidental, se destacan numerosos bloques de anfibolitas metadiabásicas y metagabroídicas, incluidos en peridotitas tectoníticas muy serpentinizadas y cizalladas. Estas son unas anfibolitas normales compuestas por hornblenda y oligoclasa andesina a andesina, que generalmente conservan restos de estructuras y minerales magmáticos, aunque con frecuencia presentan una marcada foliación metamórfica (Somin y Millán, 1981; Millán 1996 b; Grafe, F. et al. 2001). Una muestra analizada de un cuerpo incluido de anfibolita metadiabásica (García-Casco et al.2003), indicó que su protolito tiene una afinidad propia de las toleitas de suprasubducción, mientras que su metamorfismo ocurrió en la facies anfibolítica de muy baja presión, dentro de un rango de temperatura de 550 a 750 grados centígrados y una presión inferior a los 3 kilobars, probablemente en condiciones oceánicas. Este metamorfismo tuvo lugar, de acuerdo con una datación Ar-Ar, hace aproximadamente 130 millones de años. De acuerdo con esto, las ofiolitas de Cajálbana pudieran tratarse de ofiolitas de suprasubducción y fueron afectadas por un proceso de metamorfismo de tipo oceánico durante el Neocomiano. 2.3 Trabajos de campo El trabajo de campo se desarrolló en varias campañas de corta duración. El objetivo general del levantamiento geológico en esta área fue realizar un mapa geológico donde se representen las características geológicas a una escala de 1:50 000, la base topográfica con que se contó fue la hoja topográfica. Ing. Yurisley Valdés Mariño 50 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Los recorridos realizados (Figura 2.3) estuvieron dirigidos a ubicar los contactos entre las principales unidades geológicas presentes en dicha área, con énfasis en las pertenecientes a la Asociación Ofiolítica. Los recorridos de mayor interés se efectuaron fundamentalmente a lo largo de trochas y caminos mineros, debido a que es precisamente en ella donde las diferentes unidades geológicas presentan su mayor aflorabilidad y donde las rocas se encuentran más frescas. Figura 2.3 Fotografía del mapa de redes de datos del sector Camarioca Sur. Las muestras de rocas seleccionadas para el presente trabajo investigativo fueron tomadas previamente en el campo durante los itinerarios geológicos de levantamiento a escala 1: 5000 ejecutados por comisiones geológicas, según perfiles coincidentes con las líneas de perforación E – W correspondientes a la red de 33.33 x 33.33 m, con el objetivo de documentar los afloramientos y tomar muestras de las litologías principales que afloran en el área de estudio (Figura.2.4). El método de toma de muestras utilizado fue el de fragmento de roca, el tamaño de las muestras tomadas fue aproximadamente de 10x8x8 cm. Para la toma de muestras se utilizó una piqueta. Siempre se escogieron las rocas menos afectadas por los procesos de intemperismo, luego de obtenidos los fragmentos rocosos se procedió a enumerar y marcar la muestra utilizando un marcador permanente. Ing. Yurisley Valdés Mariño 51 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. Figura. 2.4 Fotografía de los afloramientos de rocas metamórficas, donde se observa el agrietamiento y bandeamiento. (Coordenadas: x- 695,657.45; y- 210,305.11; z- 659.020) Ing. Yurisley Valdés Mariño 52 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.4 Trabajos de laboratorio Para el análisis de las muestras de rocas seleccionadas en la presente investigación fue necesario realizar trabajos de laboratorio de preparación de muestras del Departamento de Geología del ISMMM, los cuales estuvieron dirigidos hacia la petrografía microscópica, y las técnicas analíticas de difractometría y fluorescencia de rayos-X para una mayor precisión en las determinaciones mineralógicas de las muestras y determinar la composición química total de las rocas respectivamente. Para el análisis por difracción de rayos X se pulverizaron las muestras, hasta una granulometría de 0.07mm, para obtener una masa de aproximadamente 50 g. Las rocas fueron cortadas con una sierra de borde de diamante (Figura.2.5 a) máquina cortadora Minocecar) para obtener una superficie plana con el objetivo de que sea más cómoda la preparación de estas muestras para ser pulidas y desbastadas. Después de haberse cortado las muestras se procedió a su procesamiento en la máquina esmeriladora (Foto. 2.5 b) con el objetivo de desgastarla y eliminar las rugosidades. El proceso de pulido se realizó con el objetivo de eliminar las huellas dejadas mediante el corte y obtener un plano de superficie que refleje la luz, para esto se utilizó la máquina pulidora (PG-20) de dos platos (Figura.2.5 c). a b c Figura. 2.5 a) Máquina cortadora (Minocecar). b) Máquina Esmeriladora (Montasuial). c) Máquina pulidora de dos platos (PG-20) 2.4.1 Análisis petrográfico Para la realización de los análisis petrográficos se confeccionaron secciones delgadas en el taller de preparación de muestras de rocas del ISMMM, para luego ser analizadas bajo el microscopio petrográfico de luz polarizada, modelo NP-400B, marca NOVEL de Ing. Yurisley Valdés Mariño 53 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. procedencia China en el laboratorio de petrografía de la misma institución (Figura 2.5 a). Las descripciones petrográficas se realizaron tanto con nicoles cruzados como paralelos, objetivo 10X, foco 17.13mm y una distancia de trabajo aproximada de 7.316mm. Para dicho análisis se tuvieron en cuenta los parámetros ópticos: color, forma, pleocroísmo, birrefringencia, ángulo de extinción, clase óptica (Figura de interferencia), signo óptico, exfoliación, granulometría de los granos, índices de refracción(n). Además de los parámetros ópticos anteriormente expuestos se realizó la cuantificación porcentual de los minerales por el método de estimación visual y se determinaron los principales tipos de texturas presentes en las rocas; para lo cual las descripciones fueron apoyadas con el uso de bibliografías tales como: Mineralogía Óptica de Paul f. Kerr, Atlas de Asociaciones Minerales en láminas delgada de Joan Charles Melgarejo, Metamorfic texture de a. Spray, entre otras. Las microfotografías fueron tomadas por medio de la inserción al microscopio de la cámara fotográfica digital, modelo Power Shot A360, de 8.0 megapíxel con zoom óptico de aproximación 4x, con ocular especial diseñado para cámaras Canon de 52 mm y de la video-cámara digital, modelo MDCE-5A con cable USB 2.0 (Figura 2.6 a y b). A B Figura 2.6 a) Microscopio de luz polarizada modelo NP-400B, marca NOVEL. b) video cámara digital ocular MDCE-5. Ing. Yurisley Valdés Mariño 54 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. 2.4.2 Método de fluorescencia de rayos X (FRX) Para determinar la composición química total de las muestras se realizó en el laboratorio de la Universidad de Clausthal en Alemania para realizarles análisis de la composición química cualitativa y cuantitativa utilizando el equipo de fluorescencia de rayos-X (FRX) marca Axios (Figura 2.7). El método consiste en hacer incidir un haz de rayos-X con energía suficiente para excitar los diferentes elementos que componen la muestra. Los átomos excitados al pasar al estado normal emiten radiaciones X, cuya longitud de onda va a ser característica de cada elemento, y la intensidad de su fluorescencia es proporcional al contenido de dicho elemento en la muestra. El espectrómetro es capaz de separar las diferentes longitudes de onda y determinar su intensidad. Mediante la resolución de un sistema de ecuaciones se calcularon los contenidos de los diferentes elementos, a través de la correspondencia con una serie de muestras patrones con las que se calibra el equipo. Figura 2.7 Fotografía del equipo de florescencia de rayos-X, marca Axios. 2.4.3 Método de difracción de rayos-X (DRX) Debido a la granulometría en micrones de algunas muestras analizadas fue difícil determinar algunos minerales bajo el microscopio, por lo que fueron estudiadas con ayuda del método de difracción de rayos-X. El cual consiste en hacer incidir un haz de rayos-X de radiación monocromática sobre la muestra de roca finamente pulverizada la cual se extiende por la superficie de un vidrio porta usando una pequeña cantidad de aglomerante Ing. Yurisley Valdés Mariño 55 �Capítulo II Metodología y volumen de los trabajos realizados. adhesivo. El instrumento está construido de tal manera que el porta, cuando se sitúa en posición, gira sobre un brazo hasta registrar los rayos X reflejados. Las variaciones de intensidad en los rayos reflejados se obtienen gráficamente en un registro denominado difractograma en el cual se ven manifestados los diferentes picos de reflexión provenientes de la muestra. La altura de los mismos son directamente proporcionales a las intensidades de las reflexiones que las provocaron. (Figura 2.8). Figura 2.8 Fotografía del equipo de difracción de rayos-X, marca Phillips. 2.5 Etapa de gabinete Después de obtenidos los datos de los análisis realizados durante la ejecución del trabajo, los mismos fueron procesados con la ayuda de programas informáticos tales como Surfer.11, Sigma Plot 12.0 y Analyse, permitiendo la comparación de las fases minerales con las obtenidas en los difractográmas para luego ser interpretados por medio de tablas y gráficos que forman parte de la memoria escrita. (Figura 2.9). Figura 2.9. Fotografía de los Software Surfer.11, Sigma Plot 12.0 y ANALYSE . Ing. Yurisley Valdés Mariño 56 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos CAPÍTULO 3. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. 3.1 Introducción El siguiente capítulo tiene como objetivo presentar las principales características petrográficas, mineralógicas y geoquímicas de las muestras seleccionadas para la investigación, así como la interpretación realizada a partir de los resultados obtenidos de las técnicas analíticas empleadas. 3.2 Petrografía Macroscópicamente las muestras de rocas se caracterizan por presentar una granulometría de fina a media que dificulta la correcta identificación de los minerales constituyentes (Figura 3.1). Figura 3.1 Fotografía de muestras de rocas analizadas. Presentan una coloración oscura debido al predominio de minerales máficos (anfíboles), y la elevada densidad. Se caracterizan además por presentar dos tipos principales de estructuras: masiva y gnéisica (ver Figuras 3.2 y 3.3). En la estructura masiva, los granos minerales se encuentran distribuidos de forma homogénea sin ningún signo de orientación preferente, mientras que en la gnéisica se observa una alternancia de bandas claras y oscuras que provocan cierto alineamiento de los minerales, paralelamente a los planos de bandeamiento. Ing. Yurisley Valdés Mariño 57 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.2 Estructura gnéisica en anfibolita gnéisica. Figura 3.3 Estructura masiva en granofels anfibolítico. Las rocas metamórficas del sector Camarioca sur petrográficamente se clasifican según la SCMR (2007) en dos tipos litológicos fundamentales: 1. Anfibolitas gneisicas 2. Granofels anfibolíticos 3.2.1. Anfibolitas gneisicas Se caracterizan por presentar una textura granonematoblástica (gnéisica) en la cual se observa una alternancia de niveles ricos en anfíboles cálcicos (edenita, pargasita) y niveles constituidos por plagioclasa y feldespatos potásicos (ver Figura 3.4). Los anfíboles presentan forma prismática, mostrando cierto grado de orientación en una dirección determinada, mientras los cristales de plagioclasa su composición oscila desde andesina a oligoclasa, se presentan en forma subidiomórfica y con maclas polisintéticas y en cuña producto a los esfuerzos desviatorios. Los feldespatos potásicos son anhedrales y su tamaño de grano es de aproximadamente 0,2 mm. Ing. Yurisley Valdés Mariño 58 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M1 (20232-1) Coordenadas: X: 699425 Y: 207925 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: Gnéisica Nombre de la roca: Anfibolita gnéisica Textura: Granonematoblástica (gnéisica) Color: Presenta alternaciones de bandas claras y oscuras Composición general: edenita, pargasita, plagioclasa (oligoclasa-andesina), feldespato potásico y clorita Descripción La muestra está constituida por un 64% de anfíboles (edenita y pargasita, según DRX), 24% de plagioclasa, 6% de feldespato potásico y clorita. Presenta una fábrica lineal o planolineal muy marcada definida por la alternancia de niveles ricos en cristales de anfíboles y de minerales félsicos tales como plagioclasa y feldespato potásico (Figuras 3.4 y 3.5). Los granos de anfíboles tienen formas prismáticas alargadas, coloración parda, relieve alto y los colores de interferencia varían desde el amarillo-naranja de primer orden y algunos llegan hasta el azul de 2do orden. Los cristales de plagioclasa (oligoclasa-andesina) son xenomórficos y subidiomórficos, incoloros, baja birrefringencia y maclas polisintéticas en forma de cuña producto a la deformación. Los feldespatos potásicos presentan características similares a las plagioclasa pero no presentan maclas y tienen un mayor grado de agrietamiento. La roca presenta grietas muy finas rellenas por un material de baja birrefringencia al parecer de clorita. Ing. Yurisley Valdés Mariño 59 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.2.2 Granofels anfibolíticos (Muestras M2, M3, M5, M6, M8, M9) Se caracterizan por ser rocas con estructura masiva (Figura 3.3), en la cual a diferencia de la anterior no presentan orientación preferente de sus minerales constituyentes definiendo una textura granoblástica decusada (diablástica) y su variedad fibroblástica (ver muestra M8, Figuras 3.16 y 3.17). La textura porfidoblástica es otra clase textural presente en dichas rocas, la cual puede observarse en la muestra M5, (Figuras 3.10 y 3.11). Desde el punto de vista mineralógico se caracterizan por el predominio de anfíboles hornblenda y minerales de bajo grado metamórfico tales como la clorita y minerales del grupo de la serpentina. Los anfíboles presentan hábito prismático largo, acicular, fibroso, mientras la clorita y los minerales de la serpentina son tabulares. Es importante destacar la ausencia de plagioclasas que presentan estos tipos de rocas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 60 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M2 CS-OV163-2 Coordenadas: X: 695675 Y: 210175 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con edenita y oxihornblenda Textura: Granoblástica decusada Color: Oscuro Composición general: edenita, oxihornblenda Descripción La muestra está constituida totalmente por minerales del grupo de los anfíboles. Los anfíboles se presentan en dos generaciones diferentes, unos con colores de interferencia que varían del amarillo-naranja de primer orden hasta el azul de segundo orden con un ángulo de extinción de 21º y otros que se caracterizan por bajos colores de interferencia (grisamarillo pálido de primer orden) y ángulos de extinción que varían aproximadamente desde 3º- 12º, el color natural de estos minerales varía desde el azul-verdoso pálido hasta el amarillo. Al parecer por sus características ópticas cada uno de estos grupos de anfíboles se corresponden respectivamente con las variedades de hornblenda: edenita y oxihornblenda. (Figuras 3.6 y 3.7). En algunos cristales se presenta un cierto zonado evidenciado por el contraste de tonalidad del color de interferencia, existente entre la parte central y periférica de los minerales, lo cual pudiera estar dado por un cambio composicional a lo largo de su estructura cristalina. Ing. Yurisley Valdés Mariño 61 �1mm Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M3 (5774-2) Coordenadas: X: 694800 Y: 212450 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con magnesio-hornblenda, clorita y serpentina Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde claro. Composición general: Magnesio-hornblenda, clorita y serpentina. Descripción Roca de grano fino cuyo tamaño de grano varían entre 0,01mm y 0,5mm aproximadamente. Está constituida por un 57% de magnesio-hornblenda, 26% de clorita y 18% de serpentina. Presenta una textura granoblástica decusada en la cual se destacan bandas o vetillas de cristales de clorita en una masa de anfíboles y clorita de granulometría más fina. Los cristales de magnesio-hornblenda son prismáticos largo con colores de interferencia que llegan hasta el azul de segundo orden, su coloración varía desde incolora a amarillo pálido, presentando un relieve elevado. Por su parte los granos de clorita y serpentina son muy similares, solo se han podido diferenciar por medio de los análisis químicos realizados. Se caracterizan por presentar bajos colores de interferencia hasta el gris de primer orden, incoloros, forma alargada, muy bajo relieve y extinción recta. Ing. Yurisley Valdés Mariño 62 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M5 (161_1) Coordenadas: X: 695625 Y: 210225 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: Porfidoblástica. Nombre de la roca: Granofels con pargasita y clinocloro. Textura: Porfidoblástica. Color: Verde oscuro. Composición general: pargasita y clinocloro Descripción La muestra está constituida por una matriz anfibolítico-clorítica de grano fino, la cual engloba porfidoblastos de clinocloro (variedad de clorita) cuyas dimensiones superan los 2,0mm (ver Figuras 3.10 y 3.11). Los anfíboles por sus características ópticas se corresponden con minerales del grupo de la hornblenda (pargasita), presentan colores de interferencia que alcanzan el azul de segundo orden, coloración verde-pálido a incolora y los ángulos de extinción oscilan entre 16º y 24º. Por su parte los cristales de clorita presentan bajos colores de interferencia (gris de primer orden), incoloros, y extinción recta, presentan además forma tabular a diferencia de los anfíboles que son prismáticos. En los porfidoblastos de clorita se observan maclas las cuales en determinados puntos del mineral se encuentran deformadas productos a la acciones de débiles esfuerzos tectónicos. Figura 3.10. Microfotografía muestra M5. Porfidoblastos de clinocloro (Cln) en matriz constituída Figura 3.11. Microfotografía muestra M5. Igual a la foto anterior. (Nicoles paralelos). por anfíboles (Anf) y cristales de clinocloro de menor tamaño. Nombre de la roca: granofels anfibolito-clorítico con textura porfidoblástica (Nicoles cruzados, aumento 10 x). Ing. Yurisley Valdés Mariño 63 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M9 (CS-B10435-1) Coordenadas: X: 697175 Y: 209925 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con actinolita y clorita. Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde oscuro. Composición general: actinolita, clorita. Descripción La muestra está constituida por un 64% de clorita y 36% de anfíboles, los anfíboles se caracterizan por ser prismáticos alargados y aciculares, así como elevados colores de interferencia que varían desde el amarillo de 1º orden hasta el azul-verdoso de 2º orden, coloración amarillo-verdoso pálido y ángulos de extinción que oscilan entre 10º y 15º lo cual se corresponde con el anfíbol actinolita. Los cristales de clorita se caracterizan por presentar forma tabular, birrefringencia muy baja alcanzando solamente los gris claro de 1º orden, incoloros y extinción recta. Ing. Yurisley Valdés Mariño 64 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M6 CSMG 5020-1 Coordenadas: X: 695949 Y: 210216 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con pargasita y tremolita. Textura: Granoblástica decusada. Color: Verde oscuro. Composición general: pargasita y tremolita. Descripción La muestra constituida totalmente por los anfíboles pargasita y tremolita (según DRX) (Figuras 3.14 y 3.15). Presenta una granulometría fina a media, donde el tamaño de los granos minerales oscila entre 0,06 y 0,2 mm. Los cristales de anfíboles son prismáticos alargados y presentan colores de interferencia que varían desde el gris claro de primer orden a el azul de segundo orden, su color natural es amarillo pálido a incoloro, su relieve es elevado y sus ángulos de extinción son muy variables oscilando entre 8º y 27º. Ing. Yurisley Valdés Mariño 65 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Muestra No: M8 Mg195 Coordenadas: X: 695675 Y: 210225 Tipo de laboreo: Levantamiento geológico. Estructura: masiva Nombre de la roca: Granofels con hornblenda, tremolita y clorita Textura: Granoblástica decusada (variedad fibroblástica). Color: Verde oscuro. Composición general: hornblenda, tremolita, clorita y minerales accesorios. Descripción La muestra está constituida por un 45% de hornblenda (pargasita), 37% de tremolita y un 14% de clorita (nimita), el resto está representado por minerales accesorios. La hornblenda se presenta de forma prismática alargada mientras la tremolita presenta forma acicular, formando generalmente grupos radiales de cristales que se han desarrollado a partir de un centro común a manera de fibrolitas (Figuras 3.16 y 3.17), el color natural de los mismos varía de verde muy pálido a incoloro, sus colores de interferencia llegan hasta el azul verdoso de segundo orden, su relieve es elevado y los ángulos de extinción se encuentran en el rango de 15º-23º. La clorita se presenta en agregados de cristales microcristalinos de muy baja birrefringencia e incoloros. Ing. Yurisley Valdés Mariño 66 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.3 Interpretación de los análisis de difracción de rayos-X A partir de los resultados de análisis de difractometría de rayos-x realizados, se obtuvieron 4 gráficos difractométricos correspondientes a las muestras M1, M5, M6 y M8 (ver Figuras 3.18, 3.19, 3.20 y 3.21 respectivamente), en los cuales se muestran los picos difractométricos correspondientes a las fases minerales presentes en dichas muestras. El difractograma de la muestra M1 (Figura 3.18) indica la presencia de dos fases minerales principales correspondientes a los picos de mayor intensidad: pargasita (Na Ca2 Mg4 Al3 Si6 O22 (OH)2) y edenita (Na Ca2 Mg5 Al Si7 O22 (OH)2). En la muestra M8 se encuentran como fases minerales principales: pargasita, tremolita (Ca2 Mg5 O22 (OH)2) y en menor medida la nimita ((Ni, Mg, Al)6 (Si, Al)4 O8 (OH)8) (grupo de la clorita). En las dos últimas muestras se siguen presentando los anfíboles cálcicos pargasita y tremolita excepto en la muestra M5 donde en lugar de la tremolita se encuentra el clinocloro (Mg5 Al (Si, Al)4 O10 (OH)8). Indicando que las fases minerales se corresponden a un metamorfismo de grado medio a bajo. Figura 3.18 Difractograma de fases minerales en la muestra M1. Ing. Yurisley Valdés Mariño 67 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.19 Difractograma de fases minerales en la muestra M8. Figura 3.20 Difractograma de fases minerales en la muestra M6. Ing. Yurisley Valdés Mariño 68 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.21 Difractograma de fases minerales en la muestra M5. 3.5 Interpretación de los análisis de fluorescencia de rayos-X Se realizaron análisis geoquímicos de roca total de 7 muestras una de ellas correspondiente a las Anfibolitas gneisicas y 6 a Granofels anfibolíticos. Por los análisis de fluorescencia de rayos-X realizados al total de muestras, se obtuvieron los datos de porcentajes en óxidos del contenido de elementos mayores presentes en las mismas (ver tabla 1) y en ppm de los elementos químicos (ver tabla 2). Ing. Yurisley Valdés Mariño 69 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Tabla 1. Contenido expresado en por ciento en peso para los óxidos de los elementos mayores en las muestras de rocas seleccionadas. Por ciento en M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 peso 20232 163 5774 161 5020 195 10435 SiO2 42,99 45,59 44,37 45,35 42,09 39,83 45,76 Al2O3 17,44 13,73 14,56 12,22 16,45 22,36 0,97 MnO 0,16 0,17 MgO 13,24 17,95 27,3 23,56 15,66 16,09 43,46 Na2O 3,02 1,8 0,74 1,98 2,78 Ca 11,04 9 4,33 8,3 10,79 5,5 0,48 TiO2 1,01 0,37 0,32 0,47 0,57 1,15 0,01 P2O5 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,01 K2O 0,2 0,07 0,06 0,06 0,12 0,05 0 10,69 11,29 8,17 7,87 10,88 13,82 9,09 Fe2O3 Ing. Yurisley Valdés Mariño 0,14 0,09 0,16 0,12 1,06 0,12 0,1 70 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Tabla 2. Contenido expresado en ppm de los elementos químicos en las muestras de rocas seleccionadas. M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 20232 163 5774 161 5020 195 10435 Ba 74 35 21 84 188 156 11 Ce LLD LLD 6 15 22 LLD 0 Co 76 83 457 111 66 81 116 Cr 791 903 1187 1355 1255 1330 Cu 40 109 70 14 133 159 0 La LLD LLD 15 1 16 LLD 0 Nb 3 5 2 4 4 8 0 Ni 831 Ga 16 9 8 8 12 15 2 Pb 44 13 15 66 456 116 10 LLD 1 0 3 LLD 0 0 LLD Pr 1175 4370 2033 1902 2825 Rb LLD LLD LLD LLD LLD Sr 25 Th 2 V 211 101 Y 18 Zr 67 7 2596 2538 44 240 23 LLD 2 11 6 1 129 185 178 244 31 14 48 29 42 18 LLD 50 28 19 25 30 45 9 Zn 89 83 77 116 232 265 42 Nd LLD LLD 3 LLD 30 LLD 3 U 4 7 LLD 3 LLD 6 5 LLD LLD A partir de los resultados obtenidos se confeccionó el diagrama de clasificación TAS (total álcalis vs. sílice) para rocas volcánicas, de Le Maitre et al (2011) (Figura 3.22), con el objetivo de determinar el tipo de protolito. La mayoría de las muestras ploteadas caen dentro de un campo composicional correspondiente a rocas tipo basaltos y picrobasaltos. Las que se corresponden con rocas volcánicas ultramáficas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 71 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.22 Diagrama de clasificación TAS (total álcalis vs. sílice) para rocas volcánicas, de Le Maitre et al. (2011), mostrando los puntos de ploteo de las muestras analizadas. Los elementos mayoritarios de las anfibolitas se representaron en diagramas para discriminar la serie magmática a la cual corresponden. Se utilizó el diagrama (Na2O + K2O) vs. SiO2 de Irvine y Baragar (1971). (Figura. 3.23), donde las anfibolitas se ubican en el campo subalcalino, excepto la muestra M1 y M5 que corresponde en el campo alcalino. Ing. Yurisley Valdés Mariño 72 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.23: Diagrama SiO2 vs. (Na2O + K2O) de Irvine y Baragar (1971). En general, las anfibolitas muestran una afinidad toleítica según el diagrama MgO-FeOt(Na2O + K2O) de Irvine y Baragar (1971, Figura 3.24) y el de FeOt-(FeOt/MgO) de Miyashiro (1974, Figura 3.25). Los contenidos obtenidos en los análisis químicos varían entre 39,83 % a 45,76 % para SiO2; de 0,02 % a 0,12 % para K2O y de 0,01% a 1,15% para TiO2. Estos valores son similares a los propuestos por Miyashiro (1975) para rocas toleíticas abisales de un ambiente de dorsal mesoceánica (MORB). La relación FeOt/MgO da valores entre 0,21% y 0,86 %; esta relación puede ser un discriminante entre las rocas toleíticas abisales (MORB) para los valores menores a 1,7 % y de toleítas de arcos de islas (IOB) o toleítas de fondo oceánico marginal, para valores mayores a 1,7 %. Otro discriminante para estos ambientes serían los contenidos de K2O, pero como los álcalis son móviles ante procesos de metamorfismo y meteorización, no contarían como discriminante, mientras que los rangos de SiO2 y FeOt/MgO son más estrechos. Ing. Yurisley Valdés Mariño 73 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.24: Diagrama MgO-FeOt-(Na2O+K2O) de Irvine y Baragar (1971). Figura 3.25: Diagrama FeOt -(FeOt/MgO) de Miyashiro (1974). Toleítico (TH) y calcoalcalino (CA). Ing. Yurisley Valdés Mariño 74 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Las variaciones que presentan las anfibolitas en algunos elementos mayoritarios (tabla 1). Los valores de SiO2 dan una media de 43,71%, con la muestra M9 con el contenido más elevado 45,76% y la muestra M8 con el más bajo 39,83 %. La muestra M1 tiene los contenidos más elevados de Na2O 3,02% y K2O 0,2%. En el caso del Cr, se encuentran contenidos mayores a 2590 ppm, excepto la muestra M1 que tiene 791 ppm. Los contenidos de Ni varían entre 1175 ppm y 4370 ppm, en el caso del V varían entre 101 ppm y 244 ppm. Estos valores determinan el carácter mantélico de las rocas. Ver figura 3.27. 5000,00 Mg 4000,00 Ti 3000,00 Co 2000,00 Cr Ni 1000,00 V 0,00 M1 M2 M3 M5 M6 M8 M9 Cu Figura 3.27. variograma de los elementos quimicos Se utilizaron diagramas de discriminación tectónica, entre ellos Ti-V (Figura. 3.28) de Shervais (1982), Zr-TiO2 (Figura. 3.29) para determinar el posible ambiente tectónico de los protolitos de las rocas metamórficas. Ing. Yurisley Valdés Mariño 75 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos Figura 3.28: Diagramas de discriminación tectónica Ti - V de Shervais (1982). Referencias: basaltos de arco (ARC) y basaltos de fondo oceánico (Ofib). Figura 3.29: Diagramas de discriminación tectónica Zr - TiO2 de Pearce y Cann (1973). Referencias: toleítas con bajo K (LKT); basaltos calcoalcalinos (CAB) y basaltos de fondo oceánico (Ofib). Sun y Nesbitt en 1978 discuten las regularidades geoquímicas y el significado genético de basaltos asociados con complejos ofiolíticos usando las relaciones entre Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 para establecer la génesis de basaltos con bajo y alto contenido de TiO2, en una serie ofiolítica. Los autores proponen que incrementando los grados de fusión del manto puede producirse un progresivo aumento en las relaciones Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 en el fundido, pero a partir de un punto crítico estas relaciones no cambian. Esto se explica Ing. Yurisley Valdés Mariño 76 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos porque el Ti es incompatible, mientras que los contenidos de Al y Ca son compatibles. Si la cantidad de fundido aumenta, Al-Ca son retenidos en la fase de la fuente, y las relaciones Al2O3/TiO2 y CaO/TiO2 no aumentarán en el fundido resultante. Sobre estas bases, Sun y Nesbitt (1978) proponen que los basaltos derivados de magmas tipo MORB tienen altos contenidos de Ti (> 0,7% TiO2), mientras que los basaltos de arcos de islas y cuenca de interarco tienen bajos contenidos de Ti (< 0,4% TiO2). Utilizando estos diagramas y los contenidos en TiO2, para las anfibolitas, se encuentra una afinidad con basaltos tipo MORB con alto Ti (> 0,7 % TiO2) y con basaltos de arcos de islas o cuencas de interarco con bajo Ti (> 0,4% TiO2, Figura. 3.30). M9 M2 M6 M5 M3 M1 M8 M3 M2 M6 M5 M8 M1 Figura 3.30 Diagrama de relaciones entre Al2O3/ TiO2 y CaO/TiO2 para establecer la génesis de basaltos con bajo TiO2 (modificado de Sun y Nesbitt, 1978). Referencias: basaltos con alto Mg (HMB); basaltos de dorsales mesoceánicas (MORB); Papua (Pa); fosa Mariana (M; Pa y M son basaltos de arcos de islas); Betts Cove (B; basalto ofiolítico). Otra relación que se usa como discriminante tectónico es la relación Zr/ Nb, donde valores mayores a 30ppm serían de N-MORB (Shrivastava, R. K. et al. 2004) y valores entre 415ppm de tipo E-MORB o IOB; para las anfibolitas los valores oscilan entre 7 y 15ppm, en el rango del E- MORB o IOB. Ing. Yurisley Valdés Mariño 77 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos 3.4 Consideraciones finales A partir de los análisis petrográficos realizados y los resultados obtenidos a partir de las técnicas analíticas de difracción y fluorescencia de rayos X, se ha llegado a establecer que las rocas metamórficas presentes en el sector Camarioca sur , de acuerdo con su estructura y mineralogía dominante se clasifican en anfibolitas gnéisicas y granofels anfibolíticos según la SCMR caracterizadas por presentar una granulometría de fina a media, elevada densidad y muy bajo grado de recristalización. Las fases minerales identificadas en las mismas son predominantemente minerales del grupo de los anfíboles hornblenda tales como pargasita y edenita, según los análisis de difracción de rayos-X (DRX), además de otros minerales tales como tremolita, magnesiohornblenda, oxihornblenda, minerales del grupo de la clorita (clinocloro, nimita) y de la serpentina, y en menor medida plagioclasa (oligoclasa-andesina) y feldespatos potásicos. Es característico en las mismas el desarrollo de una textura granoblástica decusada consistente en un mosaico de cristales hipidiomorfos inequidimensionales (prismáticos o tabulares) dispuestos aleatoriamente; solo en algunas muestras se observan texturas granonematoblástica (gnéisica) y porfidoblástica (ver Figuras 3.1 y 3.10). Es interesante destacar la ausencia de plagioclasa en la mayoría de las muestras, solo en algunas muestras tales como la M1 (Figuras 3.4 y 3.5), se advierte la presencia de las mismas. Este hecho esta en correspondencia con la composición mineralógica de sus protolitos, los cuales según el diagrama TAS (total álcalis vs. sílice) de Le Maitre et al. (2011), confeccionado partir del ploteo de los datos geoquímicos obtenidos por fluorescencia de rayos-X, se corresponden con rocas tipo picro-basalto y basaltos. En estas litologías se observan determinados rasgos petrográficos que implican la ocurrencia de un metamorfismo de baja presión correspondiente a la parte inferior de la facies anfibolita, tales rasgos son los siguientes: la ausencia de minerales de alta presión tales como glaucofana, granate, etc.; el predominio de estructuras sin foliación (masiva) lo cual es un indicativo de que durante su formación los esfuerzos desviatorios no fueron de gran intensidad y la presencia de clorita primaria, tremolita y serpentina. Por las características petrológicas expuestas anteriormente y su forma de yacencia en el campo, se Ing. Yurisley Valdés Mariño 78 �Capítulo III Análisis e interpretación de los resultados obtenidos considera que las rocas anfibolitizadas del sector estudiado constituyen fragmentos de una antigua corteza oceánica sometida a metamorfismo de grado medio-bajo. Según el comportamiento geoquímico de estas rocas, se pueden observar diferencias entre estos dos tipos de anfibolitas. A su vez, la muestra M1 correspondiente a las anfibolitas, presenta un comportamiento geoquímico diferente al resto de las anfibolitas, que estarían referidos al protolito correspondiente a picro-basalto metasomático metamorfizado; lo que evidencia la existencia de rocas vulcanógenas ultramáficas asociados al complejo ofiolítico. Las anfibolitas basados en el análisis geoquímico, se encuentran dentro de la serie subalcalina y en el campo toleítico. Más específicamente, corresponderían a rocas toleíticas abisales. En los diagramas de discriminación tectónica utilizados, donde intervienen en general Ni, Cr, Cu, Co, V, Mg y Ti, las anfibolitas analizadas se ubican en el campo de las toleítas de arcos de islas o en el campo MORB. Utilizando los diagramas Al 2O3/TiO2 y CaO/TiO2 y los contenidos en TiO2, se encuentra una afinidad con basaltos tipo MORB. Las relaciones entre elementos trazas Zr/Nb se utilizaron como discriminantes tectónicos, dando valores correspondientes al campo E-MORB o IOB. Ing. Yurisley Valdés Mariño 79 �CONCLUSIONES En función de las fases minerales identificadas y de los rasgos texturales, las rocas anfibolitizadas del sector de estudio se clasifican según la SCMR en dos grupos petrológicos principales: anfibolitas gneisicas y granofels anfibolíticos. Se identifican por primera vez las paragénesis minerales siguientes: hornblenda (Hbl) + tremolita (Trm) + clorita (Chl) magnesio-hornblenda + clorita(Chl) + (minerales del grupo de la serpentina) pargasita (Prg) + clinocloro(Cln) actinolita (Act) + clorita (Chl) pargasita(Prg) + tremolita (Trm) hornblenda (Hbl) + pargasita (Prg) + edenita (Edn) + plagioclasa (oligoclasaandesina) + feldespato potásico (Fk) Se ha corroborado que las rocas tienen composición de picro-basalto y basaltos según el diagrama TAS (total álcalis vs. sílice) de Le Maitre et al (2011); lo que ha permitido identificar la existencia de rocas vulcanógenas ultramáficas metarmorfizadas asociadas a las rocas del macizo ofiolítico. Se ha demostrado que las rocas identificadas constituyen fragmentos de una antigua corteza oceánica sometida a metamorfismo de grado medio-bajo correspondiente a la parte inferior de la facies anfibolita. Se demuestra el carácter mantélico de las rocas vulcanógenas ultramáficas metamorfizadas, sustentado en la existencia y contenidos de los elementos químicos: Ni, Cr, Cu, Co, V, Mg y Ti. Se ha corroborado que la génesis de los basaltos presenta una afinidad con basaltos tipo MORB y basaltos de arcos de islas, sustentado en las relaciones entre Al2O3/ TiO2 y CaO/TiO2. Ing. Yurisley Valdés Mariño �RECOMENDACIONES Profundizar en el estudio de las rocas vulcanógenas ultramáficas metamorfizadas para conocer la trayectoria de P-T ocurrido durante el metamorfismo y determinar con mayor exactitud el ambiente geotectónico de formación mediante el uso de elementos trazas. Confeccionar diagramas de paragénesis mineral para conocer los tipos de reacciones químicas ocurridas entre las fases minerales en el proceso metamórfico. Realizar investigaciones avanzadas en el campo de la mineralogía para caracterizar los minerales metamórficos de cada paragénesis identificada. Incrementar el conocimiento geológico y distribución de las rocas volcánicas ultramáficas metamorfizadas y la relación con las rocas del complejo ofiolítico del nordeste de Cuba Oriental. Ing. Yurisley Valdés Mariño �BIBLIOGRAFÍA Adamovich A.; Chejovich. 1962: Principales características de la geología y minerales útiles de la región norte de la provincia de oriente. Revista Tecnológica. Universidad de Oriente. Albear, J. et al. 1988: Mapa geológico de Cuba. Escala 1:250 000. Almaguer F. A. 1995: Composición de las pulpas limoníticas de la planta Pedro Soto Alba, parte II, Periodo de crisis de sedimentación. Revista Minería y Geología (No 2). Almaguer Furnaguera, A.1996. Petrología y corteza de intemperismo del yacimiento Vega Grande, Nícaro, Cuba. Minería y Geología, 13 (1): 9-12 Almaguer, A. 1995: Cortezas de intemperismo: algunas características de sus partículas finas. Minería y Geología XII (1): 9-19. 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Yurisley Valdés Mariño � 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 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 Caracterización petrológica y geoquímica de las rocas metamórficas, sector Camarioca Sur Creator An entity primarily responsible for making the resource Yurisley Valdés Mariño 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/4993cda233a72329ba4fe9b7affebba8.pdf c21794c1e88b3780acaf6b91cb48ceab PDF Text Text 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. BIBLIOGRAFÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 2000. Authoring Tools: Document Editors Die, Get New Life. Seybold Report on Internet Publishing, 4(5): 4. (WAI), W. A. I., 2000. Authoring Tool Accessibility Guidelines 1.0. W3C, http://www.w3.org/TR/WAI-AUTOOLS/. 09/2004. Alanís, M., 2004. Preparando cursos en línea para ser impartidos por Internet. En: Primer Congreso Virtual Latinoamericano de Educación a Distancia. Online. Alfonso Cuba, I., 2005. Desarrollo de una herramienta autoral para la educación virtual. Tesis de Doctorado. Universidad de la Habana, La Habana, Cuba. 145 pp. Alfonso Ferra, L., 2001. Propuesta de actividades para el trabajo independiente en la disciplina geografía de Cuba en la licenciatura en educación. Tesis de Maestría. 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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 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 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/ceb9658fc317daa71261f4a29d1f8ad5.pdf 88a85166093b1ddbe6324729cc3acf12 PDF Text Text Tesis doctoral CRITERIOS PARA EL DISEñO DE VOLADURAS EN EL LABOREO DE EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS Gilberto Sargentón Romero �Tesis Doctoral INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA - MINERÍA DEPARTAMENTO DE MINERÍA CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE VOLADURAS EN EL LABOREO DE EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas GILBERTO SARGENTÓN ROMERO MOA, 2008 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA - MINERÍA DEPARTAMENTO DE MINERÍA CRITERIOS PARA EL DISEÑO DE VOLADURAS EN EL LABOREO DE EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas Autor: MSc. GILBERTO SARGENTÓN ROMERO Tutor: Pof. Tit., Ing. José A. Otaño Noguel, Dr.C. MOA, 2008 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 2 �Tesis Doctoral AGRADECIMIENTOS M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 3 �Tesis Doctoral El trabajo presentado en esta disertación no hubiera sido posible sin el apoyo y la interacción con numerosas personas. Deseo expresar mi agradecimiento al tutor José Otaño Noguel por su paciente guía y sugerencias útiles en estos cinco años, durante ese tiempo supo intercambiar sus vastos conocimientos de la mecánica de fragmentación de las rocas por voladura y participar conjuntamente en las investigaciones lo que constituyó para mí un alto honor. Deseo también agradecer a Israel Sierra Cruz por las recomendaciones y por el apoyo continuo en la aplicación de los resultados de estas investigaciones en el laboreo de los túneles del Trasvase Caney-Gilbert. Se debe resaltar el sostenido apoyo concedido por Emilio Vidal Pérez Hernández y Ricardo Macdonal Bron, los cuales depositaron plena confianza en mi al aceptar la aplicación de los resultados de esta tesis, me dieron la oportunidad de realizar los experimentos en los tramos de túneles de Yagrumal-Guaro y Manacal –Castellanos y me asignaron la tarea de emboquillar los mismos empleando los criterios que se proponen. Mis sinceros reconocimientos a todo el personal del Dpto. de Minas del Instituto Superior Minero-Metalúrgico de Moa “Dr.Antonio Nuñez Jiménez” Ha sido un honor disponer de las oponencias de Juan Rams Veranes y Roberto Watson Quesada por lo que deseo expresar mi gratitud por sus críticas y recomendaciones. Considero imprescindible expresar además que la realización de esta tesis no hubiera sido posible sin el constante apoyo de Arturo Leyva, Ileana Abesada Lobaina, Elsy Pérez M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 4 �Tesis Doctoral Serrano y los técnicos Lisandra Guerrero y Karel Negreira Fuentes, todos ellos trabajadores de la Vice-Rectoria de Investigación y Postgrado, de los profesores Arenas y Alkaid Benitez Pérez del Dpto de Ingeniería Civil y el decano William Paneque de la Universidad de Holguín. Deseo expresar gratitud a mis amigos: Maria Josefa Zamora Quiala, Orlando Belete Fuentes, Ricardo Acosta Betancourt, Gilberto Palacios, Ricardo Ricardo Avila, Eloy Marrero Concepción, por todo el apoyo brindado y por alentarme en todo estos años de arduo y difícil bregar científico. Mis agradecimientos a todos los doctorantes de los gabinetes doctorales de la Universidad de Holguìn y del ISMM de Moa por sus opiniones y debates críticos y por el intercambio de sus experiencias durante la preparación de la tesis doctoral. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 5 �Tesis Doctoral DEDICATORIA M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 6 �Tesis Doctoral En memoria de mis eternos e imprescindibles gigantes: Virgemina Guzmán de Sargentón Pierre Sargenton Despagne Arcadio Romero Prometa. A Nery Romero Legrá y Gilberto Sargentón Guzmán adalides de mis ideas y de mis convicciones A Marlon Sargentón Soffi, Maikel Sargentón Novoa y Mayelín Sargentón Novoa por los cuales tengo fe y creo en la vida A mi tia Edith Sargentón Guzmán A todos mis hermanos y familiares A los mineros y tuneleros del mundo que día a día entregan todo lo de mejor de sí por un mundo mejor y constituyen la savia imprescindible del conocimiento minero. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 7 �Tesis Doctoral SÍNTESIS M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 8 �Tesis Doctoral SÍNTESIS En el presente trabajo de investigación, se proponen nuevos criterios para el diseño y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas de mediana y pequeña sección transversal, los mismos consideran las propiedades de las rocas, las características mecánico-estructurales del macizo, las propiedades de las sustancias explosivas y la acción de la explosión de éstas sobre el medio rocoso. Para validar los criterios que se proponen, se realizó la modelación y la determinación del campo tenso-deformacional utilizando cargas compactas y desacopladas con espacio radial de aire en las litologías por las que se laborean las excavaciones subterráneas en las minas y trasvases en investigación. Debido a que en estas minas y trasvases en investigación no se alcanzaban los indicadores de efectividad de las voladuras previstos en los proyectos, se realizaron investigaciones de las propiedades másicas ,las características de resistencia ,las propiedades acústicas y elásticas de las rocas y del agrietamiento del macizo con el objetivo de proponer nuevos criterios para diseñar los pasaportes de voladuras y así disminuir la sobreexcavación , obtener contornos menos rugosos y más regulares al igual que elevar el coeficiente de aprovechamiento de los barrenos. A partir de estas investigaciones y los resultados de los trabajos experimentales se elaboraron los criterios para el diseño más racional de las voladuras, se calcularon los parámetros principales de las mismas y se diseñaron los pasaportes de perforación y voladura los cuales se comprobaron experimentalmente. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 9 �Tesis Doctoral INDICE M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 10 �Tesis Doctoral INDICE Pág. INTRODUCCIÓN 1 CAPITULO I. ANTECEDENTES Y ACTUALIDAD DEL PROBLEMA 7 I.1 7 Antecedentes y actualidad del problema I.1.1 Desarrollo histórico. 8 I.1.2 Modelos de cálculo de los investigadores franceses (siglos XVII-XVIII) 8 I.1.3 Modelos de los investigadores rusos (siglo XIX) 10 I.1.4 Modelos de los investigadores del siglo XX 10 I.1.5 Modelos de la teoría de la explosión 22 I.1.6 23 Investigaciones relacionadas con la clasificación de las rocas I.1.7 Modelos para la determinación de la onda refractada 25 I.1.8 27 Modelación de la onda de tensiones I.1.9 Resumen del contenido del capítulo I 31 CAPITULO II. CONDICIONES INGENIERO-GEOLÓGICAS Y 33 TECNOLÓGICAS DE LOS MACIZOS OBJETO DE ESTUDIO II.1 Condiciones ingeniero-geológicas de los macizos rocosos objeto de 33 investigación. II.1.1 Mina Mercedita 35 II.1.2 Mina Amores 37 II.1.3 Mina El Cobre 38 II.1.4 Trasvase Caney-Gilbert 39 II. 1.5 Trasvase Este-Oeste. 41 II 1.6 Trasvase Sabanalamar – Pozo Azul. 44 II.2 Condiciones ingeniero-tecnológicas de laboreo de las excavaciones subterráneas 45 II.2.1 Comportamiento de los principales indicadores de efectividad de los trabajos de 46 perforación y voladura. II.3 Resumen del capítulo II. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 47 11 �Tesis Doctoral 48 CAPITULO III. ESTADO TENSO-DEFORMACIONAL DE LAS ROCAS ALREDEDOR DE LA CÁMARA DE CARGA INMEDIATAMENTE DESPUÉS DE LA VOLADURA. III.1 Investigación teórica. 48 III.2 Descripción del modelo matemático 49 III.2.1 Descripción del campo tensional 49 III.2.1.1 .Parámetros de la onda de choque en cargas aisladas compactas 49 III.2.1.2 Parámetro de la onda de tensiones 50 III.2.1.3 Parámetros de la onda de tensiones por la acción de cargas aisladas 51 desacopladas con espacio anular de aire. III.2.1.4 Parámetros de la onda de tensiones con cargas desacopladas 54 III.3 Descripción del campo deformacional 54 III.3.1 Condiciones de fragmentación con cargas aisladas 54 III.3.1.1 Criterio de trituración 55 III.3.1.2 Criterio de agrietamiento para una carga aislada 55 III.3.1.3 Criterio de descostramiento 55 III.4 Criterio de fragmentación para las cargas que se explosionan al unísono 56 III.4.1 Criterio de trituración 56 III.4.2 Criterio de agrietamiento 56 III.4.3 Criterio de descostramiento 56 III.5 Mecanismos de rotura de las rocas en los cueles 58 III.5.1 Cueles rectos cilíndricos 59 III.6 63 Mecanismo de rotura de las rocas por la acción de cargas que actúan al unísono. III.6.1 Mecanismo de rotura de los cueles rectos en ranura 64 III.7 Modelación de las discontinuidades del macizo rocoso 64 III.8 Criterios para el diseño y el cálculo de las voladuras en el laboreo de 67 excavaciones subterráneas. III.8.1 Principios generales 67 III.8.2 Criterios para el diseño y el cálculo de los barrenos de cuele 68 III.8.2.1 Criterios para el cálculo de los principales parámetros de la estructura de los 69 cueles rectos o triturantes M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 12 �Tesis Doctoral III.8.2.2 Cuele recto cilíndrico con dos taladros vacíos de compensación 71 III.8.2.3 Cuele en ranura o de cremallera 72 III.8.2.4 Criterios para el cálculo de los parámetros de la estructura del cuele en cuña 72 vertical. III.8.4 Criterios para el diseño de los barrenos de arranque 74 III.8.5 Criterios para el diseño de los barrenos de contorno 74 III.9 Resumen del capítulo III 76 77 CAPITULO IV. VALIDACIÓN DE LOS CRITERIOS PROPUESTOS DE DISEÑO , CÁLCULO Y EJECUCIÓN DE LAS VOLADURAS. IV.1 Trabajos de laboratorio. 77 IV.2 Trabajos de campo 77 IV.3 Muestreo de rocas 78 IV.4 Trabajos de medición de la sección transversal de las excavaciones 78 IV.5 Voladuras experimentales 81 IV.5.1 Planificación de las voladuras experimentales 82 IV.5.1.1 Diseño de los experimentos. 82 IV.5.2 Metodología para el diseño y planificación de los experimentos 83 IV.5.2.1 Diseño de los experimentos en los barrenos de cuele 83 IV.5.2.2 Diseño de las voladuras experimentales de los barrenos de contorno 85 IV.5.2.3 Diseño de las voladuras experimentales de los barrenos de arranque 86 IV.5.3 87 Análisis estadístico de los resultados de las voladuras experimentales IV.5.3.1 Modelo matemático de la ecuación de enlace 87 IV.5.4 Evaluación de los impactos producidos por la investigación. 89 IV.6 Resumen del capítulo IV. 90 CONCLUSIONES. 91 RECOMENDACIONES. 92 PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DEL AUTOR ASOCIADO AL TEMA DE 93 TESIS. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ANEXOS. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 13 �Tesis Doctoral INTRODUCCIÓN M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 14 �Tesis Doctoral Introducción. El Estado cubano ha establecido como su principal estrategia lograr la invulnerabilidad económica en los próximos años, lo que le permitirá al país salir del período especial y alcanzar niveles de desarrollo en lo social, económico, político y cultural, superiores a los obtenidos en períodos precedentes. Para ello se ha previsto un volumen considerable de inversiones en las ramas energética, minera, de construcción industrial, turística, en la vivienda, en el transporte, en obras hidrotécnicas, las que están estrechamente vinculadas al desarrollo de la industria extractiva de recursos minerales. Se prevé también un considerable impulso a la construcción de obras hidráulicas con el propósito de encontrarle solución a corto, mediano y largo plazo a los efectos de las intensas sequías que han afectado y afectan a la economía con mayor intensidad en la región oriental del país. Se reinicia la construcción del Trasvase Este-Oeste , obra de ingeniería iniciada en los años 90 y propuesta en aquel entonces como obra más importante de la ingeniería cubana del siglo XX , que contempla la construcción de gran cantidad de canales y presas , el laboreo de túneles con el objetivo de trasvasar el agua existente en la zona noreste de la región oriental ,donde son mas abundantes las precipitaciones y los ríos presentan un balance hídrico más favorable , hacia el oeste , zona afectada por la sequía más intensa de los últimos 100 años. Con esos mismos propósitos fue construido ya en los años 90 en la zona sureste de la región oriental el Trasvase Caney –Gilbert, de menores dimensiones pero de gran valor económico, pues permitió enfrentar con éxito la sequía que en ese período afectaba a la ciudad de Santiago de Cuba. Fueron laboreadas excavaciones subterráneas en la minería, principalmente en las empresas minero-extractivas de cromo y cobre, aunque ya estas minas no están en explotación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 15 �Tesis Doctoral La explotación de minerales de cromo se realizó durante un siglo en la región oriental, período en el que se acumuló experiencias y es posible generalizar y consolidar los conocimientos alcanzados. La explotación en la mina El Cobre comenzó en el siglo XVI y se extendió, alternando con períodos de inactividad, hasta hace una década cuando su explotación coincide con la etapa más difícil del período especial, y la escasez de recursos y el precio del cobre en el mercado internacional determinaron el cierre de la mina. Vinculado a la situación de la sequía, en este caso en la provincia Guantánamo fue realizada la investigación elaborado el Proyecto del Trasvase Sabanalamar – Pozo Azul, que permitirá el abastecimiento de agua más efectivo al Valle de Caujerí, zona que reporta elevados rendimientos agrícolas debido a las particularidades del microclima que allí se presenta y a la fertilidad de sus suelos. El proyecto en cuestión incluye el laboreo de dos túneles hidrotécnicos para el abastecimiento de agua y permite una mayor racionalidad energética ya que el agua se suministrará por gravedad al Valle de Caujerí, eliminando los elevados consumos energéticos que actualmente se producen por el rebombeo hacia la presa Pozo Azul desde la presa Sabanalamar. Se prevé pero a más largo plazo la construcción del Trasvase Toa –Yateras para enfrentar las afectaciones de la sequía en el Valle de Guantánamo. La situación existente plantea ante la construcción subterránea, como rama de las ciencias mineras, una de las tareas más importantes que consiste en asegurar tanto la racionalidad del arranque de las rocas como la estabilidad de las excavaciones subterráneas. Determinación del problema, objeto y objetivos. Diversos autores han propuesto metodologías para el diseño y la ejecución de las voladuras en el laboreo de obras subterráneas. Langefors y Kilstrem (1976) y Gustafsson (1977) plantean expresiones obtenidas por vía experimental y a partir de la generalización de la práctica , las cuales son válidas cuando son utilizadas en condiciones análogas a las condiciones en que fueron obtenidas, razón por lo cual no se ajustan a las condiciones ingeniero-geológicas y minero-tecnológicas de los macizos rocosos cubanos. Investigadores rusos como, Pokrovsky (1957,1980 ), Mindely (1974), Kutusov (1967,1972,1973,1980,1981,1983,1994) , Mosiniets (1976), Matveichuk et al (2002) , Paramonov et al (2004a,2004b), también han propuesto metodologías para el diseño de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas , pero adolecen al igual que la M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 16 �Tesis Doctoral metodología de Langefors de la modelación matemática de la acción de la explosión sobre el medio para la determinación de los parámetros fundamentales de diseño de estos trabajos. Esa misma tendencia se aprecia en la propuesta de López Jimeno et al (1986,1994, 2000,2003), que aunque plantea la existencia de al menos ocho mecanismos de rotura de las rocas en la voladura, sólo realiza una breve descripción cualitativa de cada uno de ellos y las expresiones de cálculo que señala no permiten un diseño científicamente fundamentado y más racional de las voladuras en el laboreo de las excavaciones subterráneas. En Cuba Otaño (1984,1998) inició las investigaciones relacionadas con la temática aplicadas al corte del mármol por voladura y bajo su tutoría se ha extendido a las canteras de la industria de materiales de la construcción (Palacios, 1997; Pedro Alexandre ,2006; Seidu ,2007) y al laboreo de excavaciones subterráneas (Sargentón, 1997). Problema Científico: Necesidad de elaborar criterios que se fundamenten en la modelación de la acción de la explosión sobre el medio rocoso y que permitan el diseño más racional de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas. Objeto de estudio La voladura como fenómeno físico de la acción de la explosión del conjunto de barrenos sobre el macizo de rocas en el frente de laboreo de las excavaciones subterráneas. Campo de acción. La acción física de la explosión de las cargas de sustancia explosiva de cada grupo del conjunto de barrenos sobre el medio rocoso. Hipótesis: Si se conocen las propiedades de las rocas y las características mecánico-estructurales de los macizos por los que se laborean las excavaciones subterráneas, las propiedades de las sustancias explosivas y la acción física de la explosión del conjunto de barrenos sobre el medio rocoso, es posible la elaboración de criterios para el diseño más racional de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 17 �Tesis Doctoral Objetivo general: Elaborar criterios para el diseño y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas que se fundamenten en la modelación de la acción de la explosión sobre el medio rocoso. Objetivos específicos: • Determinar las propiedades másicas y mecánicas y los parámetros minerotecnológicos especiales de las rocas e investigar las características mecánicoestructurales de los macizos rocosos donde se realizan las investigaciones. • Investigar analíticamente el campo tenso-deformacional alrededor de la cámara de carga para cada grupo del conjunto de barrenos. • Diseñar y realizar voladuras experimentales a escala de polígono e industriales para investigar la acción de las cargas en el macizo rocoso de los tres grupos del conjunto de barrenos. • Elaborar criterios para el diseño y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas que se fundamenten en la modelación de la acción de la explosión sobre el medio rocoso. Estructura de la tesis. La tesis presenta la siguiente estructura: introducción, cuatro capítulos, conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. En la introducción se establece el problema, el objeto de estudio, la hipótesis y los objetivos generales y específicos y se señalan la novedad científica y el flujograma de las investigaciones. En el primer capítulo se realiza el análisis de los antecedentes y la actualidad del problema tanto en Cuba como a nivel internacional. En el segundo capítulo se realiza una evaluación de las condiciones ingeniero-geológicas y minero-tecnológicas de laboreo de las excavaciones subterráneas en las minas y trasvases donde se realizaron las investigaciones y la determinación de las propiedades másicas, las características de resistencia, las propiedades acústicas y elásticas y los parámetros minerotecnológicos de las rocas en los macizos que se investigan. En el tercer capítulo se realiza la modelación teórica de los campos tenso-deformacionales que surgen en el barreno y en el medio rocoso alrededor de la carga explosiva inmediatamente después de la voladura, en sus dos variantes compacta y desacoplada y se argumentan y exponen nuevos criterios para el diseño de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 18 �Tesis Doctoral En el cuarto capítulo se realiza el diseño, la planificación y se exponen los resultados de las voladuras experimentales y su análisis estadístico de varianza, correlación y regresión. Además se realiza una evaluación de los impactos tecnológicos, económicos, sociales y medioambientales de la investigación. Novedad científica. • Se elaboran nuevos criterios para el diseño y la ejecución de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas que se fundamentan en la acción de la explosión de cada grupo del conjunto de barrenos sobre el medio rocoso. • Se elabora una metodología para el diseño, la planificación y realización de voladuras experimentales y de ajuste de los pasaportes de perforación y voladura. PROCESO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA. Para cumplimentar la investigación se establece el proceso de investigación científica que consta de trabajos analíticos y experimentales, de gabinete, de laboratorio y de campo. Todos estos trabajos se realizan en una determinada secuencia la cual constituye el procedimiento para la realización de la investigación. Este procedimiento se refleja en el flujograma del proceso de investigación que se muestra en la figura 1. El proceso de investigación comprende cinco etapas, que son las siguientes: Primera Etapa: Comprende el diseño de la investigación y la investigación bibliográfica del tema Segunda Etapa: En la misma se realizan trabajos en los laboratorios de Mecánica de Rocas y de Física de las rocas del ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez” y de la empresa de Investigación y Proyectos de Obras Hidráulicas “Raudales“de Holguín. Estos trabajos incluyen las siguientes tareas: • Determinación de las propiedades másicas de las rocas en los macizos donde se realizaron las investigaciones. • Determinación de las propiedades acústicas de las litologías presentes en los macizos rocosos de las minas y trasvases donde se realizaron las investigaciones. • Determinación de las características de resistencia de las rocas. • Determinación de las propiedades elásticas de las rocas (se determinan en el laboratorio o por cálculo a partir de las propiedades acústicas y másicas). Los trabajos de campo se realizaron en los Trasvases Este-Oeste, Caney –Gilbert, Sabanalamar –Pozo Azul y las minas Mercedita, Amores y El Cobre. Los mismos consistieron en: M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 19 �Tesis Doctoral • La descripción petrográfica de las rocas presentes en los macizos rocosos. • Análisis de la tectónica. • El estudio del agrietamiento. El estudio del agrietamiento comprendió las etapas siguientes: M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 20 �Tesis Doctoral FLUJOGRAMA DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN CIENTIFICA 1ª Etapa 2aEtapa a { 3 Etapa Trabajos de campo Condiciones ingenierogeológicas de los macizos Revisión bibliográfica , recopilación y procesamiento de la información Trabajos de Laboratorio Condiciones minerotecnológicas de las xcavaciones Propiedades de las rocas Estudio del agrietamiento acústica másicas elástic de resistencia Modelación del campo tenso-deformacional { a 4 Etapa 5aEtapa { Diseño de la Investigación { Parámetros de la onda refractada { Criterios para el diseño de las voladuras Parámetros de la onda de tensiones Radios de trituración , agrietamiento y descostramiento Voladuras Experimentales Elaboración del modelo teórico Trabajos experimentales Análisis estadístico de los experimentos Criterios para elevar la efectividad de las voladuras Elaboración de las normas de consumo de la sustancia explosiva y los medios de explosión Elaboración del modelo de cálculo Propuesta de metodología para el ajuste de los pasaportes Figura 1 FLUJOGRAMA DEL PROCESO DE INVESTIGACIÓN CIENTIFICA. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral I. Análisis de la documentación geológica e ingeniero-técnica de la región donde están enclavados los túneles ó del yacimiento mineral por donde se laborean las excavaciones mineras. II. Mediciones de campo de los parámetros de agrietamiento de los macizos de rocas. III. Elaboración en el gabinete de los resultados de las mediciones y su análisis; el procesamiento de esta información se realizó con el software DIPS Versión 5.103 (RockScience,2004), que permite elaborar la rosa de agrietamiento y establecer los sistemas de grietas. Tercera Etapa: En la misma se realizan trabajos de gabinete que incluyen las siguientes tareas: • Cálculo de los parámetros de la onda refractada. • Cálculo de los parámetros de la onda de tensiones. • Determinación del campo de deformación (radios de trituración, agrietamiento y descostramiento). • Elaboración del modelo teórico. • Diseño y planificación de los experimentos. Cuarta Etapa: Es la etapa experimental, y comprende la realización de las voladuras experimentales en los trasvases y minas donde se realizaron las investigaciones. Fueron realizadas voladuras de polígono (semindustriales) e industriales y después de realizadas las voladuras experimentales se procedió al análisis estadístico de los resultados de las mismas. Quinta Etapa: Es una etapa que se realiza en gabinete e incluye las siguientes tareas: • Elaboración de los criterios para el diseño y la ejecución de los trabajos de perforación y voladura en el laboreo de excavaciones subterráneas. • Elaboración de criterios para elevar la efectividad de estas voladuras. • Elaboración del modelo de cálculo. • Elaboración de la propuesta de procedimiento de cálculo. • Elaboración de las normas de consumo de sustancia explosiva y los medios de explosión en las minas y obras donde se realizan las investigaciones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral CAPÍTULO I M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 2 �Tesis Doctoral CAPÍTULO I ANTECEDENTES Y ACTUALIDAD DEL PROBLEMA I.1Antecedentes y actualidad del problema a nivel mundial Como se señaló en la introducción ante el laboreo de excavaciones subterránea como rama de las ciencias mineras surge una de las tareas más importantes a resolver tanto a nivel nacional como internacional la cual consiste en asegurar la racionalidad del arranque de las rocas y la estabilidad de las excavaciones subterráneas. Esto sólo es posible si se utilizan métodos de diseño y ejecución tanto de las voladuras como de laboreo de excavaciones subterráneas perfeccionados y científicamente fundamentados que permitan un uso más racional de los recursos utilizados. Actualmente, a los proyectistas y constructores, no les satisface la utilización del método de la analogía para realizar el proyecto de excavaciones subterráneas, pues los problemas existentes no se resuelven por la vía de aplicar solamente la experiencia adquirida en excavaciones laboreadas acertadamente con anterioridad. Además las condiciones cada vez más complicadas en las que se laborean las excavaciones subterráneas (efecto sísmico, elevado agrietamiento tectónico y no tectónico, etc.) y el laboreo de excavaciones únicas por su tipo dejan cada vez menos posibilidades al diseño de proyectos por analogía. Al mismo tiempo se elevan sustancialmente las exigencias que se la plantean a los métodos de cálculo de las voladuras subterráneas, respecto al basamento científico y correspondencia de estos con la representación física de los fenómenos. En opinión de autores como: Hamdi (2003); Karpienko et al (2004); Rouabhi (2004);Krising y Novinsky (2006);Semeniak (2006), Vinogradof (2006) y Sargentón (2005 , 2007) es más racional la utilización de los métodos analíticos y numéricos de la mecánica de los medios continuos y del cuerpo sólido deformable y los principios y regularidades de la mecánica de la fragmentación de rocas, en comparación con las expresiones empíricas, al resolver tareas concretas de diseño de voladuras en ingeniería . La amplia difusión de la técnica moderna de computación y de las nuevas técnicas de la información ha traído consigo que la práctica ya no sea impotente ante un aparato matemático complejo. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 3 �Tesis Doctoral I.1.1 Desarrollo histórico. La teoría de la voladura comienza en el siglo XVII como resultado de la generalización de las voladuras experimentales y las observaciones elaboradas por investigadores de la ciencia militar. De esta forma aparecen los primeros modelos matemáticos, expresiones de cálculo sencillas obtenidas netamente por vía experimental. Son los ingenieros investigadores militares franceses, los primeros en establecer las ecuaciones de cálculo de las cargas de pólvora para el minado de los muros de las fortalezas en asedio, pero además la información acumulada permite a estos investigadores formular en su tiempo toda una teoría relacionada con la acción de la explosión sobre el medio. I.1.2 Modelos de cálculo de los ingenieros investigadores militares franceses (siglos XVII-XVIII). En 1628 Deuville, citado por Arsentiev (2004), Ivolguin (1975) y Bobk (1979) , enuncia la hipótesis de que la magnitud de la carga Q debe de ser linealmente proporcional a su profundidad de colocación W por lo que establece para la mina normal la expresión siguiente: Q = mW (1) El modelo de Deuville presenta como limitación principal la dependencia lineal entre el peso de la carga y la fragmentación producida. Posteriormente Vauban, citado por Langefors (1976) y Arcentiev (2004), formula en 1669 la hipótesis, de que el peso de las cargas, es proporcional al volumen, y por consiguiente, también al peso del terreno, expulsado por la voladura del cráter de la explosión y la expresión cúbica: Qm = W 3 ó Q= 1 3 W m (2) El modelo de Vauban supera la dependencia lineal del modelo de Deuville, pero sólo reconocía la carga normal, la formación de un cono geométricamente regular y una única resistencia a vencer: la fuerza de gravedad. Belidor, citado por Ivolguín(1975) y Vobk (1979) plantea un modelo que se deduce en base a la hipótesis principal siguiente : el peso de las cargas es proporcional al cubo de los radios de fragmentación. El modelo de Belidor tiene como limitación su elevado empirismo y no considera las particularidades del terreno a volar, las propiedades de la sustancia explosiva y los valores reales del índice de acción de la explosión. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 4 �Tesis Doctoral Fueron también aportes significativos de este autor el planteamiento y demostración de la existencia de las esferas de acción de la explosión (compresión, fragmentación (o rotura) y vibración) y la deducción de la primera dependencia entre los elementos del cráter de la mina de lanzamiento normal y la introducción de un nuevo concepto: el índice de acción de la explosión (n). Por ello introdujo en su modelo de cálculo este nuevo concepto y estableció los valores de este índice para el lanzamiento reforzado ( n〉1 ), normal ( n = 1 ) y disminuido ( n〈1 ). Así en los siglos XVII y XVIII comenzó la elaboración científica de la teoría de la voladura prácticamente sobre la base de un fuerte componente experimental y de la observación científica, métodos sobre los que se apoya en la actualidad en gran medida el trabajo experimental en la Física de la Explosión y en la Fragmentación de rocas por voladura. Sin embargo en la segunda , que es una dirección mas profunda y que consiste en la creación de los fundamentos físicos de la teoría de la explosión , aún no se habían descubierto ni la química ni la esencia física de la explosión y los investigadores no sobrepasaron el nivel de razonamiento de los alquimistas de la Edad Media. En el siglo XIX con la consolidación e intensificación de la Revolución Industrial, las dos direcciones fundamentales de la Teoría de la Explosión continuaron su desarrollo. El auge de la industria química y de la química como ciencia, posibilitó a su vez el descubrimiento de un gran surtido de sustancias explosivas, con características energéticas superiores a la pólvora, en 1845 el químico ruso Fadiev descubrió la piroxilina, un año más tarde en 1846, el químico italiano Sobrero, la nitroglicerina. Estos nitrocompuestos permitieron la aparición de otras sustancias explosivas con mayor poder rompedor como: el trotil , o TNT, que fue descubierto por Belbrand en 1863, la dinamita patentada por Alfred Nobel en 1867, las amonitas descubiertas por los noruegos Olson y Norvin en 1867 , el TEN (1891) , el nitruro de plomo (1890) y el exógeno (1898). Simultáneamente en el siglo XIX se realizaron numerosos experimentos para la determinación de la función del índice de acción de la explosión. I.1.3 Modelos de los ingenieros investigadores rusos (siglo XIX). El siguiente aporte en el desarrollo de la teoría y la práctica del minado pertenece a los ingenieros investigadores militares rusos Frolov y Borieskov. A partir del ulterior desarrollo del modelo de Belidor se llegó a la expresión de cálculo siguiente: Q = f (n )qW 3 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero (3) 5 �Tesis Doctoral Posteriormente continuaron las investigaciones con el objetivo de determinar la función del índice de acción de la explosión f (n ) . Frolov en 1868 enunció la siguiente hipótesis :“..la resistencia total , que presentan los medios sólidos debe de ser expresada no por el cubo de la línea de la explosión sino por dos miembros , el primero que consiste en el cubo , y el segundo el cuadrado de la línea de la explosión” (citado por Mielnikov , 1962). Frolov plantea determinar la carga de la mina normal por la ecuación: Q = aW 3 + bW 2 (4) En esta expresión los coeficientes a y b para diferentes rocas se determinan por vía experimental. Al explicar el mecanismo de fragmentación de los medios en la voladura Frolov distinguió las siguientes fuerzas de resistencia : el peso de la masa que es expulsada, las fuerzas de inercia, las fuerzas de cohesión de las partículas dentro de esta masa y las fuerzas de cohesión en la superficie del cráter. Aunque el modelo de Frolov valora más integralmente las fuerzas de resistencia en el medio que se oponen a la voladura no tiene en cuenta las propiedades de los explosivos y la del medio que se pretende volar. Borieskov, en 1876 planteó la expresión para el cálculo de una carga de sustancia explosiva de la forma siguiente: Q = qW 3 (0,4 + 0,6n 3 ) La fórmula de Borieskov (5) tiene como limitación que no sobrepasa el principio de semejanza geométrica en el cálculo de la magnitud de las cargas para rocas resistentes y no analiza la naturaleza de las fuerzas que surgen al formarse el cráter (en particular la influencia de la fuerza de gravedad de la roca lanzada). I.1.4 Modelos de los Investigadores del siglo XX. La idea de Frolov fue desarrollada en la URSS en la década 1940-1950 por el profesor Sujanov y en la década de 1960-1970 por el investigador sueco Langefors. Sujanov (1958,1967), plantea en su modelo la hipótesis de que el peso total de la carga de mullido se determina por una expresión, que considera los gastos de energía en superar las fuerzas de gravedad, las fuerzas de cohesión en la superficie lateral y en la fragmentación de la roca. Q = f (d )[q1 S c + q 2V ] M.Sc.Gilberto Sargentón Romero (6) 6 �Tesis Doctoral Donde f (d ) – es un coeficiente que considera el grado de fragmentación de la roca en dependencia del índice de acción de la explosión q1 - gasto de sustancia explosiva por m2 de área de ruptura de la roca del macizo, kg/m2 S c – área de la superficie lateral del cráter de explosión, m2 q 2 – consumo de sustancia explosiva para superar las fuerzas de gravedad (inercia) por m3 de volumen a fragmentar de roca, kg/m3 V - volumen de roca a fragmentar, m3 La limitación de este modelo reside en la dificultad para determinar los factores f (d ), q1 y q 2 . Langefors (1968,1973) propuso ecuación algo diferente Q = aW 2 + bW 3 + cW 4 (7) , donde W – Línea de menor resistencia (LMR), a, b, c – coeficientes obtenidos por vía empírica Los coeficientes a y b dependen de las propiedades elástico-plásticas de las rocas y c del peso de esta. Indica la expresión para las rocas de Suecia: Q = 0,10 W 2 + 0,40 W 3 + 0,004 W 4 (8) Este investigador considera, que esta fórmula “resulta fundamental en la mecánica de fragmentación de las rocas y su aplicabilidad fue verificada en amplias investigaciones con variación de la magnitud W en el rango desde 0,01 hasta 10 m , y además la magnitud de las cargas varió en la relación desde 1 hasta 50 000 000”. Langefors investigó el mecanismo de fragmentación de las rocas en los cueles rectos cilíndricos y a partir del análisis de las voladuras realizadas en el laboreo de excavaciones subterráneas con diversos destinos plantea expresiones para el diseño de las voladuras en estas excavaciones. Expone las siguientes ecuaciones para el cálculo de las cargas (condición de rotura) de los cueles rectos: Con salida a un orificio circular: Con salida a un orificio rectangular: M.Sc.Gilberto Sargentón Romero lc D tal ⎞ ⎛ 0 , 55 ⎜ A − ⎟ 2 ⎠ ⎝ = (sen υ )3 / 2 lr = 0,35V (senυ )3 / 2 (9) (10) 7 �Tesis Doctoral Además la condición de expulsión o limpieza del cuele: Voladura limpia A〈1,5 D tal (11) Rotura 1,5 Dtal ≤ A〈 2,1 Dtal (12) Deformación plástica A〉 2,1 Dtal (13) Donde: A-distancia entre los centros del barreno cargado y el taladro vacío, m Dtal – diámetro del taladro vacío, m V- distancia a la cara libre, m lc - carga por metro para una salida estrecha circular, kg/m lr - carga por metro para una salida rectangular, kg/m υ - mitad del ángulo de salida, grados Este propio autor cita a Steidle (1960) que plantea a su vez una dependencia entre la distancia más adecuada entre los centros A y la clase de rocas. A pesar de sustentar su teoría tanto en trabajos experimentales de campo (voladuras de polígono, semindustriales e industriales) , como en la descripción cualitativa del modelo que explica los mecanismos de fragmentación de las rocas y que se fundamenta en gran medida en la mecánica de los medios sólidos continuos, presenta como principal limitación el mismo empirismo que la sustenta. La expresión para el cálculo de la distancia entre el barreno cargado y el taladro vacío no tiene en cuenta ni las características de las rocas voladas ni del explosivo utilizado y por tanto el campo tenso-deformacional que se crea alrededor de la carga explosiva. Sus aportes en la voladura de rocas en túneles y en particular de la voladura de contorno han sido tomados como soporte teórico en estas investigaciones. De las expresiones de cálculo de Florov, Sujanov y Langefors se deduce que el valor del consumo específico de sustancia explosiva (SE) no se mantiene constante al variar la línea de menor resistencia (LMR), es decir resulta variable. Pokrovsky (1957,1977 ,1980), citado por, Egorov et al (2000) , en su teoría asume a los procesos ondulatorios como agentes determinantes de la fragmentación y señala que el volumen principal de fragmentación está condicionado por la acción de las ondas reflejadas (fenómenos de descostramiento en la superficie libre). En su modelo plantea las expresiones de cálculo del consumo específico de sustancia explosiva ( qSE ) y de la cantidad de barrenos (N) siguientes: q SE = q1 f1v1e (14) q1 = 0,1 f (15) M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 8 �Tesis Doctoral Para una superficie libre : v1 = v1 = 1,2 − 1,5 ; Para dos superficies libres : e1 = N= 380 CTSE (16) 6 ,5 Sp ; 1,27 q SE S p k ll ρ SE d c2 (17) ; (18) Donde: q1- es el coeficiente de volabilidad de las rocas f1- coeficiente de estructura de las rocas; v1-coeficiente de confinamiento que considera la profundidad de los barrenos lb y el área de proyecto de la excavación Sp. e – coeficiente de capacidad de trabajo; q SE - consumo específico de sustancia explosiva (SE), kg/m3 CTSE – capacidad de trabajo de la sustancia explosiva, cm3 Kll- coeficiente de llenado de los barrenos; dc – diámetro de la carga de sustancia explosiva, m. ρ SE – densidad de la sustancia explosiva, kg/m3 f – índice de fortaleza de las rocas Aunque estas expresiones son utilizadas hoy en día, por que representan el mayor acercamiento a los resultados de la práctica , autores como Matbeichuk (2004),Paramonov (2004a,2004b.),Lukianov(1999) ,Egorov et al (2000) y Sargentón (1997,2005,2007a,2007d ) consideran que los resultados que se obtienen con ellas tanto en el laboreo de excavaciones de pequeña como de mediana sección transversal, aún no permiten el diseño más racional de los trabajos de voladura. El autor de esta tesis doctoral considera que no es precisa la determinación de los coeficientes de estructura de las rocas (f1) y de llenado de los barrenos (kll), la misma en el primer caso es muy ambigua y solo limitan su valor a un número reducido de litologías (tres) y en el segundo se determina a partir de valores tabulados en función de la fortaleza de las rocas y del diámetro de las cargas en rangos de valores muy amplios. Las expresiones propuestas para determinar la influencia del confinamiento no dan respuesta a esta problemática. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 9 �Tesis Doctoral Los valores obtenidos al calcular por las fórmulas para determinar el consumo de sustancia explosiva ( q SE ) y la cantidad de barrenos (N), son muy elevados en el primer caso e insuficientes en el segundo. Taranov (1964) plantea correcciones a la expresión propuesta por Pokrovsky (1957) para determinar la influencia del confinamiento e incluye un segundo factor, la profundidad de los barrenos lb : v1 = 3lb Sp (19) Esta expresión supera en parte las limitaciones de la ecuación propuesta por Pokrovsky, pero aún no da respuesta a las interrogantes relacionadas con el confinamiento de las cargas en el laboreo de excavaciones subterráneas. Al valorar el método de determinación de la magnitud del gasto específico de sustancia explosiva, considera que las expresiones existentes no tienen en cuenta toda la diversidad de condiciones naturales y de factores de orden técnico, que influyen sobre su magnitud, por lo que a partir de ella se obtienen valores lo suficientemente precisos en unos casos y en otros valores que se desvían considerablemente de la magnitud necesaria. Es por ello que recomienda asumirlos como valores de orientación que luego deben de ser precisados con voladuras experimentales en los frentes de laboreo de las excavaciones subterráneas. Dolgy y Silantiev (2003) y Lukianov y Gromov (1999) confirman el planteamiento de Pokrovsky (1980) de que el cálculo del consumo específico por fórmulas empíricas da resultados muy poco precisos y recomiendan establecer este importante indicador por vía experimental o asumir su valor a partir de valores tabulados en base a voladuras experimentales realizadas en las condiciones minero-geológicas concretas de laboreo de las excavaciones. Al pronunciarse respecto al coeficiente de utilización de los barrenos señalan que este indicador depende de las propiedades físico-mecánicas de las rocas, del esquema de disposición de los barrenos, del consumo de sustancia explosiva y del coeficiente de llenado de los barrenos, pero destacan que la influencia de estos factores ha sido estudiada aún insuficientemente. Mielnikov (1974) demuestra mediante el tratamiento estadístico de datos obtenidos de más de 200 frentes de excavación (Sp>20 m2) la dependencia entre el consumo específico de sustancia explosiva y el área de la sección transversal. La dependencia q SE = f ( S p ) es no lineal y fue obtenida de la práctica de los trabajos de voladura en Rusia, EEUU y Suecia. Además introduce en la fórmula de Pokrovsky, la M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 10 �Tesis Doctoral densidad de carga promedio en el frente, a partir de considerar que la densidad de carga de los barrenos de contorno sea inferior a la densidad de carga de los barrenos de cuele y de arranque. Basándose en la relación de la cantidad de barrenos de contorno Ncont respecto a la cantidad total de barrenos obtenida en el laboreo de excavaciones subterráneas en la central hidroeléctrica de Chirskeisk N cont = 0,34 N (20) Obtuvo la expresión para el cálculo de la densidad media de carga: γ = 0,34γ 1 + 0,66γ 2 (21) Donde: γ 1 - es la densidad de carga de los barrenos de contorno γ 2 - densidad de carga de los barrenos de cuele y de arranque. Según este investigador el coeficiente de carga influye sobre el coeficiente de aprovechamiento de los barrenos (CAB) solamente hasta la magnitud 0,75 y añade que un aumento posterior de la longitud de carga solo mejora la fragmentación de las rocas, es por ello que introduce k=0,7 en la fórmula de Pokrovsky que quedaría en la siguiente forma: N = 1,75 qS p d (0,34γ 1 + 0,66γ 2 ) 2 (22) Los resultados obtenidos con esta fórmula, a pesar de las correcciones introducidas, den con la práctica y no ha tenido amplia utilización. Mostkov (1963,1974) propone determinar la línea de menor resistencia (LMR), W de la ecuación cúbica siguiente: W 3 + a1W 2 + a 2W = a3 (23) donde: a1 , a 2 , a3 - son coeficientes, que consideran el gasto específico de SE, la profundidad de los barrenos, el tipo de sustancia explosiva, el diámetro de los barrenos: a1 = 0,07 + 0,835 l m qo (24) ho ; qo (25) a 2 = b ´ `+0,583 a3 = l m b´ eo Δ ⎛ d ⎞ b = ⎜ ⎟ 0,6q o m ⎝ 32 ⎠ ´ M.Sc.Gilberto Sargentón Romero (26) 2 (27) 11 �Tesis Doctoral donde: q o - índice de volabilidad , kg/m3 eo - coeficiente que considera el tipo de sustancia explosiva (SE); m - distancia relativa entre barrenos; l m - profundidad promedio de los barrenos en el conjunto, m; d - diámetro del cartucho de Sustancia explosiva, mm Plantea además una dependencia no lineal entre N y la sección transversal de la excavación Sp y una ecuación para el cálculo preliminar (con una exactitud de hasta el 10%) de la cantidad de barrenos: N= Sp (kWc ) 2 + Pe 0,8 Wc (28) donde : Pe - perímetro de la excavación ,m; Wc - línea de menor resistencia (LMR) de cálculo, m k - coeficiente de corrección, determinado por datos del tratamiento estadístico de los parámetros de los trabajos de perforación y voladura en la práctica. Ziber, citado por Mostkov (1974) plantea una ecuación que considera la volabilidad de las rocas para determinar la cantidad de barrenos (N) N = α1 + α 2 S p (29) donde: α1,α 2 - son coeficientes , determinados en dependencia de la volabilidad de las rocas. Mindely (1960,1966, 1974) considera que el consumo específico de sustancia explosiva (qSE) es función de los siguientes parámetros: qSE = ϕ ( S p , f , lb , d , Δ, H ,η ) (30) En sus investigaciones obtuvo las siguientes ecuaciones de correlación de algunos de estos factores: q SE = 0,48 l b + 0,096 l b2 (31) q SE = 0,00008H + 0,0000003H 2 (32) Y la ecuación final de correlación múltiple 5,4 ⎛ ⎞ − 0,004d − 2,22η − 0,48lb + 0,096lb2 + 0,00008H + 0,0000003H 2 ⎟ qSE = e⎜ 2,92 + 0,135f + S ⎝ ⎠ (33) Noskov et al (1982) recomienda un criterio para el cálculo del espesor del tabique entre el barreno cargado y el taladro vacío: A ≈ 1,8Dtal M.Sc.Gilberto Sargentón Romero (34) 12 �Tesis Doctoral Y la concentración lineal de carga de sustancia explosiva por metro de barreno por la expresión: q o = 130 Dtal * d b , kg/m (35) En el caso de rocas blandas recomienda aumentar el espesor del tabique a 2-3 veces el diámetro del taladro vacío. Bubok (1981) recomienda que la distancia entre los centros del taladro vacío y el barreno cargado A sea igual a: A = (2 ÷ 3) Dtal (36) Doronin (1983) recomienda seleccionar la cantidad de barrenos (mediante valores tabulados) y la distancia entre los centros del taladro vacío y el barreno cargado (A) en función del coeficiente de fortaleza (f) por las expresiones: Para f ≥ 10 ; A = 2 Dtal (37) Para f 〈 10 ; (38) La expresión A = 3Dtal A ≤ 1,5 Dtal propuesta por Langefors es explicada por Gredeniuk et al (1983) a partir del criterio de que el volumen de la cavidad de cuele formada después de la voladura sobrepase el volumen volado en 1,25 veces y más, es decir: kcomp = Vvolado + Vcavcomp Vvolado ≥ 1,25 (39) donde: kcomp – es el coeficiente de compensación ; Vvolado - volumen volado, m 3 Vcavidad comp. - volumen de la cavidad de compensación, m3 Y la expresión para determinar la distancia A entre los centros del barreno cargado y el taladro vacío de la forma siguiente: A= (k comp + 1) D 2 + (k comp − 1) d 2 0,758 (k comp − 1)(D + d ) (40) Este autor parte desde la misma óptica que Langefors para plantear su criterio, es decir, permitir el desplazamiento de las rocas trituradas en el cuele, pero no contempla la acción de la explosión sobre las rocas a partir de las propiedades de estas últimas y las características del explosivo. Boev y Shapiro (1980) establecen los siguientes criterios para el diseño de los cueles cilíndricos: M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 13 �Tesis Doctoral ⎛ η lb ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ A ⎠ No = V0 3 (41) N o - cantidad de barrenos de compensación donde : A- coeficiente de escala que se obtiene por vía experimental , A=9,35 Vo – volumen del barreno vacío, cm3 Y conociendo No se asume la estructura correspondiente del cuele (cantidad de barrenos cargados y total) Shejurdin (1985) recomienda las siguientes expresiones para calcular los parámetros principales de las voladuras en el laboreo de excavaciones: W= donde : p q SE m , a = mW ; p= π d 2 ρ SE 4 (42) p- es la cantidad de carga de sustancia explosiva por metro de barreno, kg/m. d- diámetro del cartucho de sustancia explosiva ó diámetro del barreno para sustancias explosivas no encartuchadas, m. Xanukaev (1963,1974) estudió la influencia de las condiciones del medio sobre el mecanismo de rotura de las rocas y formuló la hipótesis, de que este mecanismo ocurre bajo la acción de ondas elásticas y depende de la rigidez acústica (resistencia acústica) de las rocas. La clasificación de las rocas según la rigidez acústica en tres grandes grupos, propuesta por Xanukaev, tiene valor en el orden metodológico, pero limitaciones en su aplicación práctica ya que señala ese solo factor como determinante en la formación del campo tenso-deformacional producido por una carga en el macizo rocoso alrededor del barreno. Mielnikov y Marchenko (1963,1964) presentaron la hipótesis de la posibilidad de aumentar la zona de fragmentación y mejorar su calidad mediante la redistribución de la energía de la explosión de forma tal, que cerca de la carga no ocurriera la fuerte sobretrituración y recalentamiento de la roca, a cambio de que a lugares más alejados llegará mayor energía de la onda de choque para lo cual proponen la utilización de cargas desacopladas con espacios de aire axiales y radiales. Este método de regulación de los parámetros de las ondas de choque, que surgen por la acción de la explosión, da la posibilidad de resolver una serie de problemas tecnológicos entre los que se destacan las voladuras de contorno de precorte y recorte. Ivanov y Miloradov (1980) plantean las siguientes expresiones de cálculo para la proyección de las voladuras en las excavaciones subterráneas: M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 14 �Tesis Doctoral N = N int + N cont (43) La cantidad de barrenos interiores N int = n S int (44) donde : n - es la cantidad de barrenos interiores , que corresponden a 1 m2 de área del frente de avance, unid/m2 n= qint γ SE ; (45) S int - área del frente de avance, fragmentada por los barrenos interiores, m2. qint − consumo de sustancia explosiva en los barrenos interiores( cantidad en peso de sustancia explosiva ,necesaria para el mullido y el lanzamiento de 1 m3 de roca en las condiciones planteadas). qint = qo K ag vconf eSE K c , kg/m3 (46) qo − consumo específico de una sustancia explosiva con una capacidad de trabajo de 420 cm3 ,cuyo valor numérico se determina por la expresión: 3 q o = 0,1 f ,kg/m (47) Kag – coeficiente que considera el agrietamiento y el carácter de la estratificación de las rocas (valor tabulado). vconf - coeficiente de confinamiento , que considera el área del frente de avance (S), la longitud del barreno (lb) , la cantidad de superficies denudadas y el lugar de ubicación del cuele. e SE − coeficiente de capacidad de trabajo de la sustancia explosiva, eSE = 420 ; CTSE (48) K c - coeficiente que considera la influencia del diámetro del cartucho de la sustancia explosiva utilizada (valor tabulado) Y para determinar la masa de sustancia explosiva, que se coloca en 1m lineal de barreno la expresión: γ SE = 0,08 d c2 ρ SE K comp K ll donde: (49) dc – diámetro del cartucho de la sustancia explosiva, cm; ρ SE − densidad de la sustancia explosiva, g/cm3 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 15 �Tesis Doctoral Kcomp – coeficiente de compactación de la sustancia explosiva en el proceso de carga, se toma igual a 1,1 para las encartuchadas y 1,0 para las no encartuchadas. Kll – coeficiente de llenado del barreno, valor tabulado que se toma en función de índice de fortaleza ( f ) y del diámetro del cartucho (dc). Estos autores consideran para calcular el consumo específico de explosivo otros factores (agrietamiento y diámetro de los cartuchos) además de los propuestos por Pokrovsky. Y el área del frente de excavación ( S int ), fragmentado por los barrenos interiores 2 S int = S − S K , m Donde: (50) S - área total del frente de avance de la excavación, m2 Sk – área del frente, fragmentada por los barrenos de contorno, m2 S cont = Pexc (Wcont + C ) , m 2 Donde: (51) Pexc - perímetro del contorno de la excavación, m Wcont - longitud de la línea de menor resistencia (LMR) de los barrenos de contorno, m. Kutusov (1973,1974, 2000) realiza un análisis de los principios de cálculo de los parámetros de la voladura para el laboreo de excavaciones subterráneas y señala que el consumo específico de cálculo de la sustancia explosiva es la información inicial fundamental. En opinión de este autor este indicador depende de muchos factores (las propiedades físico-mecánicas de las rocas, la sección transversal, la profundidad y el diámetro de los barrenos, el tipo de explosivo, etc.) lo que hace compleja su determinación, por el hecho de que los factores señalados influyen de forma conjunta y diferente sobre la magnitud de la carga, por lo que concluye que no es posible su determinación por vía teórica. Recomienda su determinación a partir de tablas especiales, confeccionadas sobre la base del procesamiento de una gran cantidad de voladuras de producción. Cuando se utilizan otras sustancias explosivas propone introducir coeficientes de corrección que son inversamente proporcionales a las características energéticas de las mismas. Los restantes parámetros de los trabajos de voladura recomienda calcularlos por las siguientes expresiones: Q = q SE lb S p Qc = 2 π d2 ρ SE lb 3 4 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero (52) (53) 16 �Tesis Doctoral N= Q Qc (54) q c = 1,2 Qc ; q a = (0,8 − 0,9) Qc (55) Mielnikov (1988) considera que tanto el consumo total como el específico varían en amplios rangos y que ambos dependen de muchos factores (propiedades de la sustancia explosiva, propiedades físico-mecánicas de las rocas , sección transversal , calidad de la carga y el atraque de los barrenos , existencia de superficies libres complementarias en el frente de avance, profundidad de la pega ,entre otros),estima también que no es posible determinar el valor de la magnitud de la carga hasta ese momento por la vía teórica. Por ello recomienda que el valor del consumo específico de cálculo de la sustancia explosiva sea asumido en base al análisis y la generalización de una gran cantidad de datos de la práctica y de observaciones y experimentos para diferentes sustancias explosivas y fortaleza de las rocas. Al valorar la ecuación de Pokrovsky, le da gran significado a la selección correcta del coeficiente de llenado en la determinación de la cantidad de barrenos. Los criterios de Langefors y Kihlström (1976),Bubok (1981),Noskov et al (1982),Doronin (1983) y Gredeniuk et al (1983) para el diseño de los cueles rectos son reanalizados , perfeccionados y relanzados por Lukianov y Gromov (1999) ,Egorov et al (2000),Dolgy y Silantiev (2003),López Jimeno (1994,2000,2003) bajo el mismo principio geométrico y sin considerar la acción de la explosión sobre el medio. I.1.5 Modelos de la Teoría de la Explosión. El siglo XIX no solo implicó un avance tecnológico y científico en relación a las sustancias explosivas, los medios de explosión y los modelos de cálculo. Se produjeron significativos avances también en la creación de los fundamentos físicos de la explosión como consecuencia del impetuoso desarrollo promovido por la primera y luego por la segunda Revolución Industrial, se desarrolló también la teoría de las ondas de choque, en una primera aproximación, en la segunda mitad de este siglo. El desarrollo de la teoría de la explosión comienza con la introducción del concepto de ondas de choques planas por Riman en 1860. Más tarde Rankan en 1870 y Hugoniot en 1887 deducen la ecuación de las ondas de choque (adiabática de Hugoniot). Estos adelantos conjuntamente con los aportes de Berto en 1883 sobre el poder de las sustancias explosivas y el concepto de la onda de detonación sentaron las bases para que Mijelson en 1883 elaborara los principales aspectos de la teoría matemática de la M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 17 �Tesis Doctoral detonación. Este a su vez de conjunto con D.L.Chapman en 1899 y E Jouguet en 1904 es considerado también el fundador de la teoría termodinámica de la detonación. Sobre la base de esta teoría se han desarrollado las teorías modernas de la fragmentación de rocas a partir de las cuales es posible modelar el campo tenso-deformacional que se forma en el macizo rocoso alrededor de la cámara de carga después de la voladura de la misma. I.1.6 Investigaciones relacionadas con la clasificación de las rocas Otro aspecto medular en este marco teórico, se relaciona con la evolución de la clasificación de las rocas vinculado al método de arranque por voladura. Izatis en 1843, citado por Arsentiev (2004), plantea una de las primeras clasificaciones de las rocas, (a su vez antecedido por Agrícola en 1550) según el grado de extracción, para ello dividió a las rocas en 5 grupos: Sueltas o mullidas, blandas ,quebradizas(o frágiles),cohesivas (o resistentes) y muy cohesivas. A partir de esta clasificación dividió a los trabajos mineros (aplicable a cada grupo) en los siguientes tipos: a pala, a pico, a cincel, a cuña, mediante fuego y por voladura. Esta clasificación es el primer intento de agrupar los métodos de arranque de las rocas tanto para la explotación minera como para la excavación de obras subterráneas y en ella ya aparece el método de voladura como tecnología, todo ello a consecuencia de la introducción de los explosivos en la minería y la aplicación de los conocimientos de la fragmentación de rocas por voladura existentes hasta ese momento. Por las razones expuestas en este siglo se produce una intensificación inusitada de las investigaciones en las tres direcciones expuestas en este trabajo: los métodos de cálculo de las voladuras, las teorías de acción de la explosión sobre el medio, la tecnología de los explosivos y los medios de explosión y en general el desarrollo de la minería como ciencia. A comienzos del siglo XX se produce un aporte importante, relacionado con la clasificación de las rocas, principalmente por su relevancia práctica en la ejecución de los trabajos mineros desde el punto de vista de la selección del equipamiento de perforación, los métodos de los trabajos de voladura , en la determinación de las normas de laboreo y el gasto de instrumentos y materiales. M.M.Protodiaconov en 1911, propone una nueva clasificación de las rocas, basado en la hipótesis de que cualquier resistencia a la voladura de la roca es proporcional a su resistencia a la compresión. Este criterio simplificó los cálculos y redujo en cierta medida la cantidad de voladuras de prueba. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 18 �Tesis Doctoral Es importante significar, que hasta ese momento se utilizaba el método de voladuras de prueba para determinar el aumento necesario de la carga al pasar a otros terrenos o rocas, pero con el tiempo esta metodología resultaba ser cada vez más engorrosa, pesada, abrumadora. Protodiaconov, además en 1908 introdujo el concepto de fortaleza de las rocas en las ciencias mineras, y define este concepto “como su resistencia a los esfuerzos externos, que depende en cada caso concreto de las combinaciones de las resistencias elementales de las rocas a la tracción, compresión, al cizallamiento”. Su principal aporte se centra en el coeficiente de fortaleza, que propone como la centésima parte de la resistencia de un testigo de roca a la compresión axial expresado en kg/cm2: f = donde: σc (56) 100 σ c - es la resistencia del testigo a la compresión axial, kg/cm2 Protodiaconov consideraba que el valor del coeficiente de fortaleza caracterizaba a la roca en todos los procesos productivos, a partir de la hipótesis señalada anteriormente. La clasificación de las rocas de Protodiaconov presenta como ventajas su basamento científico, carácter lógico, sencillez en su utilización práctica y amplio alcance (contempla una gran gama de litologías); pero su principal limitación radica en que la hipótesis fundamental asumida por el autor, no siempre se cumple. Debido a ello su utilización en el diseño de las voladuras ya no es lo suficientemente racional en la etapa actual de desarrollo de la teoría de la fragmentación de rocas. Además de los aportes señalados y a partir de trabajos experimentales y la generalización de la práctica Protodiaconov plantea para el cálculo del consumo específico de sustancia explosiva ( qSE ) y la cantidad de barrenos (N) en las voladuras de rocas en excavaciones subterráneas las expresiones siguientes: ⎛ q = 0,4 * ⎜ ⎝ n = 2 ,7 donde: 1 ⎞ 0,2 f + ⎟ S ⎠ 2 f ; N = nS S (57) (58) q – es el consumo específico de sustancia explosiva (SE),kg/m3; f – coeficiente de fortaleza de las rocas según M.M.Protodiaconov S – sección trasversal de proyecto de la excavación, m2 n – cantidad de barrenos por m2 de área del frente de laboreo; M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 19 �Tesis Doctoral N – cantidad total de los barrenos en el frente de laboreo. La utilización práctica de estas expresiones , realizadas tanto por el autor de esta tesis en Cuba (Sargentón,1993, 1994,1997,2005), así como las referencias que hacen autores rusos (Matveichuk y Chursalov,2002 y Paramonov et al , 2004) , sólo ha permitido un cálculo muy aproximado de estos dos parámetros , pues en el caso del indicador consumo específico de sustancia explosiva (q) , se obtienen valores muy elevados y los valores del parámetro cantidad de barrenos (N) no son los suficientes para lograr los objetivos de la voladura. Como recomiendan los autores a los que se hace referencia, los valores que se obtienen solo sirven como orientación y deben ser precisados con voladuras experimentales. I.1.6 Modelos para la determinación de la onda refractada. Pero si importante fue la modelación de la onda de detonación y su aplicación con fines pacíficos, en particular en la minería para el arranque (separación y fragmentación) de las rocas, se necesitaba modelar la presión que se refractaba a la roca desde una cámara de carga (barreno, taladro). S.V.Ismailov (1965) dio solución a este problema de reflexión –refracción de una onda de choque con frente plano desde un obstáculo plano. Los parámetros de la onda de choque en el limite carga –roca se determinan de la condición de refracción de las ondas de detonación a la roca a través de la pared de la cámara de carga, considerando la adiabática de las rocas propuesta por Gogoliev (1965). Pr ρ o (V po )2 1 ⎡⎛ ρ = ⎢⎜⎜ r A ⎢⎝ ρ o ⎣ m ⎤ ⎞ ⎟⎟ − 1⎥ ⎥⎦ ⎠ (59) A y m – son constantes. Y son necesarias las inecuaciones de enlace siguientes: Si Pr ρ o (VLO )2 Si 0,1 ≤ 〈 0,1 entonces A=3 y m= 3 Pr ≤ 35 entonces A= 5,5 y m = 5 ρ o (VLD ) (60) (61) En el caso de cargas compactas, la máxima presión en la onda refractada Pr se calcula en dependencia de la relación entre la impedancia de la sustancia explosiva, y la resistencia de onda de la roca (acople de impedancias) a partir de dos condiciones cuando ρ oVLD ≥ ρ SEVd y cuando ρ oVLD 〈 ρ SEVd . De las ecuaciones (67) y (68) se obtiene M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 20 �Tesis Doctoral Si ρ oVLD ≥ ρ SEVd ⎧ ⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ 1 2k (Pr − P1 ) Pr ⎪ = V1 − ⎨1 − 1 1 ⎬ ρo ⎪ ⎛ {[ρ SE (k + 1)] [Pr (k + 1) − P1 (k − 1)]}2 ⎜ APr ⎞m ⎪ ⎪ ⎜ + 1⎟⎟ ⎪ 2 ⎪ ⎜ ρ oVLD ⎠ ⎪ ⎭ ⎩ ⎝ ( ) (62) Si ρ oVLD 〈 ρ SEVd . ⎧ ⎫ ⎪ ⎪ k −1 ⎡ ⎤ ⎪ ⎪ Pr ⎪ 1 2kVd ⎢ ⎛ Pr ⎞ k ⎥ ⎪ ⎜ ⎟ = V1 + 2 1− ⎨1 − 1 ⎬ k − 1 ⎢ ⎜⎝ P1 ⎟⎠ ⎥ ρo ⎪ ⎪ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎞m ⎛ APr ⎟ ⎪ ⎜ ⎪ 1 + 2 ⎟ ⎪ ⎪⎩ ⎜⎝ ρ oVLD ⎠ ⎭ (63) donde: k –es el índice de la adiabática de los productos de la explosión Vd – velocidad de detonación de la sustancia explosiva (SE). m/s VLD – velocidad de propagación de las ondas longitudinales en las rocas, m/s ρo – densidad de las rocas, kg/m3 P1- presión en el frente de la onda de detonación de la sustancia explosiva, Pa La solución de estas ecuaciones se puede obtener por alguno de los métodos matemáticos de aproximación o gráficamente. De esta forma se obtiene Pr, la presión refractada a la roca. Al refractarse la onda de presión surge la onda de choque en las rocas, que se manifiesta en una zona de pequeñas dimensiones, en la que se disipa gran cantidad de energía y se transforma en una onda de tensión. La disipación de la energía en esta onda no solo está determinada por la magnitud de la rigidez del medio sino además por las características de resistencia de la roca que generalmente son tres ordenes menores que dicha magnitud. I.1.8 Modelación de la onda de tensiones Para analizar el estado tenso-deformacional de las rocas alrededor de la cámara de carga se precisa también la modelación matemática de las tensiones y las deformaciones que se producen en las tres zonas: la cercana, la media y la lejana. Para la modelación de la onda de tensiones era necesario el descubrimiento, en la teoría de la física del campo ondulatorio, de una de las principales leyes para la modelación de estas M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 21 �Tesis Doctoral ondas, realizado por los científicos soviéticos Sadovsky (1945, 1952,1974) ,Sedov(1976), Staniukovich (1975) y el inglés J.Taylor . Estos investigadores lograron establecer que la sobrepresión en el frente de las ondas de choque obedece a la ley de semejanza, y señalaron que su magnitud depende solamente de la relación de la distancia desde el frente hasta el centro de la carga respecto al radio de esta (la distancia relativa) , la energía específica de la explosión y la presión del aire. Sadovsky (1945,1952) plantea la hipótesis de que cualquier volumen del medio bajo la acción de una carga explosiva experimenta deformaciones que dependen de la distancia a la fuente de la explosión y su energía., y a partir de ella la relación de dependencia entre la magnitud de las tensiones que surgen a una distancia R de una carga de sustancia explosiva con un radio ro a la que denominó ley de semejanza geométrica: ⎛ ro ⎞ ⎟ ⎝R⎠ σR = f ⎜ (64) donde f - es una función que se determina experimentalmente. Esta ley de semejanza geométrica presenta como limitación que solo se cumple para cargas de sustancias explosivas de igual densidad. En el caso general de una carga de forma esférica ro = 3 Q al sustituir en la expresión anterior, se obtiene la ley generalizada de semejanza. R1 3 Q1 = R2 3 Q2 Esta ley no contempla la dependencia entre el trabajo mecánico (65) y la energía en la transformación explosiva. Para superar esta limitación los académicos Sedov (1976) y Sadovsky (1974) elaboraron la variante más general de la ley de semejanza, la ley de la semejanza energética de la explosión, en la cual la masa de la carga Q es reemplazada por la energía total: ⎛3 E ⎞ ⎟ σ R = f ⎜⎜ ⎟ R ⎝ ⎠ (66) Con posterioridad a la formulación y generalización de la ley de semejanza se han publicado una gran cantidad de dependencias empíricas que se refieren a la zona elástica. Las dependencias existentes en la actualidad se fundamentan en el principio de la semejanza o en las leyes de la dispersión de la energía y su absorción a cuenta de los procesos inelásticos. Debido a la complejidad y a la configuración no simétrica de las cargas o del sistema de cargas y también a la complejidad de las superficies libres en el M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 22 �Tesis Doctoral macizo la función de dispersión geométrica de la energía se selecciona con bastante aproximación. A pesar de esto la función de extinción seleccionada de esta forma a cuenta de la dispersión geométrica satisface completamente las exigencias de la práctica. La mayor dificultad se presenta en la búsqueda de los índices de extinción a cuenta de la absorción de la energía. La ecuación de cálculo de las tensiones plantea una proporcionalidad entre éstas y las distancias relativas lo que se expresa de forma general por la expresión: n ⎛r⎞ σ V = K σ ,v ⎜ ⎟ , ⎝ x⎠ (67) Donde : K σ ,v - coeficiente de proporcionalidad ; r - radio de carga; x - distancia; σ - tensión; n - índice. Sadovsky (1974) plantea para distancia cercanas n =2, para lejanas n =1,5. Shemiakin (1963,2006) plantea un modelo para la rotura de las rocas con fricción interna que permite el cálculo de las componentes radiales y tangenciales del tensor de tensiones: σr = σo r n1 , σ θ = ασ r , α= μ (1 − μ ) (68) Donde σ r , σ θ - son las componentes radiales y tangenciales del tensor de tensiones. σ o - presión inicial en la cámara de carga. n1 - coeficiente de extinción r - distancia relativa. μ − coeficiente de Poisson. Y le asigna un valor a n1 de 1,5 en la zona de trituración y de 1 − α 2 en la zona de agrietamiento. El modelo de Shemiakin tiene como limitación que el cálculo de las componentes tangenciales se realiza en función sólo del coeficiente de Poisson, es decir que depende solo de esta propiedad elástica de las rocas. Borovikov y Vaniagin (1970,1974,1975,1985,1995) plantean expresiones diferentes para cada una de las tres zonas: Para la zona cercana r ≤ 12 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero σ r max = Pr r 1, 4 (69) 23 �Tesis Doctoral σ r max = Para la zona mediana 12 ≤ r ≤ 100 σ r max = Para la zona lejana 100〈r ≤ 200 Pr r 1,1 (70) Pr r 1,5 (71) Donde r es la distancia relativa desde el eje de la carga, y es igual a la relación entre la distancia absoluta r y el radio de carga Rce , equivalente por su energía a la explosión a una carga de pentrita con densidad 1500 kg/m3 y calor de la explosión 5950 kj/kg, es decir: r Rce r= (72) El radio de carga equivalente es: ⎛ρ Q R = Rc ⎜⎜ se se ⎝ ρ pQp e c Donde: λ= ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ λ (73) 1 - para cargas cilíndricas, y λ = 1 para cargas 2 3 esféricas. QSE - es el calor de la explosión de la sustancia explosiva utilizada ρ pentrita , Q pentrita - es la densidad y el calor de la explosión de la pentrita. La onda de compresión que se forma en la roca como resultado de la refracción de la onda de detonación y la acción de los productos de la explosión en su difusión posterior desde el eje (centro de la carga) por la roca, se extingue fuertemente debido a las pérdidas intensas por disipación en las zonas cercanas a la carga. En dichas zonas la amplitud máxima de la onda, en su inicio cae aproximadamente según una ley exponencial , y tiende asintóticamente a un valor a distancias aproximadamente iguales a 12 Rc (radio de carga). Otros autores,(citado por Otaño,1998) consideran que en el caso de las cargas compactas la diferencia en la difusión de las ondas de tensión entre cargas esféricas y cilíndricas se da solo en la zona cercana a la carga y que en lo adelante la máxima amplitud de las tensiones decrece según la dependencia: σ r max = Pr (74) (r ) 1, 08 Ahora bien, la máxima amplitud de la componente tangencial de las ondas de tensión será: Para cargas esféricas (concentradas): σ t max ⎡ ⎛v ⎢ ⎜ = ⎢1− 2⎜ t ⎢ ⎜v ⎝ L ⎢⎣ ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 2⎤ ⎥ ⎥σ ⎥ r max ⎥⎦ M.Sc.Gilberto Sargentón Romero = μ σ 1− μ r max (75) 24 �Tesis Doctoral Para cargas cilíndricas: σ t max = ⎛⎜ C1 + C2 r ⎞⎟σ r max ⎝ 2 (76) ⎠ C1 ,C 2 - son magnitudes adimensionales que dependen de la resistencia acústica de las rocas C 1 = 0 ,09 + 0 , 228 * 10 − 7 ρ o v L ( ) C 2 = 0 ,07 − 0 , 224 * 10 − 7 ρ o v L * 10 − 2 (77) El modelo de Borovikov se ajusta con suficiente exactitud a los macizos rocosos investigados en esta tesis y constituye uno de sus soportes teóricos. I.1.9 Resumen del contenido del capítulo I. ¾ Los modelos y las metodologías analizadas propuestas por los diferentes autores se fundamentan en los siguientes principios: • La proporcionalidad entre la energía de la explosión y el volumen de roca a fragmentar; • La consideración de diferentes tipos de resistencia del medio (rocas) a la acción de la explosión (al aplastamiento, a la tracción, al cortante, al descostramiento). • La proporcionalidad entre las dimensiones de la zona de fragmentación y las dimensiones de la carga; • La consideración de los parámetros de las ondas de tensiones como principal factor de fragmentación en la voladura de rocas que poseen considerable rigidez acústica ; • La proporcionalidad entre el trabajo específico de rotura (considerando el grado de fragmentación) y la energía de las sustancias explosivas (SE). ¾ Según autores como Mielnikov (1988) y Matveichuk (2002), no es posible el cálculo analítico del consumo especifico de sustancia explosiva, ya que es extremadamente compleja la descripción matemática de las características anisótropas y físico-técnicas de las rocas, que influyen sobre la resistencia de éstas a la voladura. ¾ Conjuntamente con esto, numerosas observaciones y la experiencia productiva señalan la posibilidad de la valoración relativa de la resistencia de las rocas a la voladura. ¾ Por lo general los modelos del mecanismo de fragmentación de las rocas son cualitativos. ¾ El cálculo, el diseño y la proyección de las voladuras se realiza sobre la base de la generalización de datos prácticos obtenidos en la ejecución de voladuras en condiciones M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 25 �Tesis Doctoral de producción, que luego son tabulados y por analogía se extienden a las condiciones en que se proyecta. ¾ Los datos prácticos obtenidos en voladuras experimentales y de producción en países como Suecia se refieren a macizos monolíticos, relativamente homogéneos y mucho más antiguos que los cubanos. ¾ Las características de las litologías presentes en el archipiélago cubano, mucho más jóvenes y con tectónica y agrietamiento más complicados obligan a considerar estos factores en la proyección de estas voladuras. ¾ Los principales parámetros de las voladuras para el laboreo de excavaciones subterráneas se seleccionan fundamentalmente en función del índice o coeficiente de fortaleza de las rocas (f) que a su vez sólo depende de la resistencia a compresión. ¾ Por lo general se hace limitada referencia a las demás características de resistencia y a las propiedades elásticas y acústicas de las rocas. ¾ Un indicador clave como el coeficiente de llenado de los barrenos se selecciona en función del índice de fortaleza de las rocas y el diámetro de los barrenos, pero sin un adecuado basamento científico. ¾ No existen modelos cuantitativos de representación del mecanismo de rotura de las rocas del conjunto de barrenos a partir de la valoración de la acción de la explosión sobre el medio. ¾ Existen contradicciones entre los resultados que se obtienen por vía experimental y los teóricos. ¾ Es necesaria la elaboración de nuevos criterios de diseño y ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas que consideren tanto las características mecánico-estructurales de los macizos rocosos, sus propiedades másicas, las características de resistencia, sus propiedades acústicas y elásticas, así como las características de los explosivos y la acción de la explosión sobre el medio. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 26 �Tesis Doctoral CAPITULO II M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 27 �Tesis Doctoral CAPÍTULO II CONDICIONES INGENIERO – GEOLÓGICAS Y TECNOLÓGICAS DE LOS MACIZOS OBJETO DE ESTUDIO Introducción. Debido a que la efectividad del arranque de las rocas y de su fragmentación depende de las condiciones ingeniero-geológicas e ingeniero- tecnológicas de los macizos rocosos dónde se laborean las excavaciones subterráneas es preciso como primera etapa de las investigaciones el estudio de dichas condiciones. Las investigaciones para el estudio del mecanismo de fragmentación de las rocas fueron realizadas en las excavaciones subterráneas de los macizos rocosos de los yacimientos mineros Mercedita, Amores y El Cobre y de los macizos rocosos de los Trasvases EsteOeste, Caney –Gilbert y Sabanalamar – Pozo Azul. La distribución geográfica de estos macizos se aprecia en el mapa de la figura 2. En este capitulo se realiza una valoración de dichas condiciones teniendo en cuenta su diversidad con el propósito de comprobar la aplicabilidad de los diferentes criterios para el diseño de las voladuras que se proponen como novedad en esta tesis. II.1 Condiciones ingeniero-geológicas de los macizos rocosos donde se realizaron las investigaciones La evaluación de las condiciones ingeniero-geológicas comprende el estudio de los siguientes aspectos: -Características petrográficas, tectónica y agrietamiento -Propiedades de las rocas : ƒ Másicas : densidad , masa volumétrica y porosidad ƒ Características de resistencia : resistencia a compresión , tracción y al cizallamiento • Elásticas: módulo de Young, coeficiente de Poisoon y módulo de • Acústicas : velocidad de las ondas longitudinales y transversales ƒ Parámetros tecnológicos especiales de las rocas: fragilidad, triturabilidad, fortaleza, cizallamiento. volabilidad. En el Laboratorio de Física de las Rocas del ISMMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez” se determinó por el método de ultrasonido la velocidad de propagación de las ondas M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 28 �Tesis Doctoral Este -Oeste Mercedita Amores Caney-Gilbert El Cobre Sabanalamar –Pozo Azul Figura 2 Mapa con la distribución geográfica de los macizos rocosos en investigación M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral longitudinales tanto en testigos regulares cilíndricos (diámetro:32 y 55 mm, altura: 90 y 165mm ) como en varillas finas de rocas. Se determinó también por el método directo la masa volumétrica de las rocas. Los resultados del estudio de las propiedades y de los parámetros tecnológicos especiales de las litologías donde se realizaron las investigaciones en los tramos de túneles del Trasvase Este – Oste se muestran en las tablas 1,2, 3 y 4. y en el ANEXO 1 ( tablas 1,2,3 y 4), se muestran los valores de estas propiedades en las otras litologías principales de las minas y trasvases en investigación. Para que la descripción de las litologías que se investigan sea lógica, precisa y acorde con el objetivo que se necesita alcanzar se describen al menos las características siguientes: color, composición mineralógica, estructura, textura.(Dolibo-Dobrovolsky,2003) El estudio del agrietamiento se realizó a partir de las etapas propuestas por (Kazikaev,1981 y Hoek,2007a,2007b,2007c;2008). La elaboración de las mediciones y su análisis, que incluye su tratamiento y representación se realizó mediante el programa informático profesional DIP versión V.103 ( Rockscience , 2004). Como resultado del estudio de agrietamiento se establecen las características de la fractura estructural de las rocas, que son necesarias posteriormente en la investigación del mecanismo de fragmentación de las rocas por voladura, siguientes: orientación de las grietas en el espacio (ángulo de buzamiento y azimut del buzamiento);intensidad del agrietamiento: incluye abertura y distancia entre las grietas en los sistemas (fractura del macizo) y extensión de las grietas (su persistencia);indicadores de calidad del agrietamiento: material de relleno, carácter de la superficie de las grietas (ondulada o recta, rugosa o lisa), presencia de agua (seca, húmeda, inundada en forma de goteo o en chorro) , etc.);tipo de red de grietas (sistémica, continua o discontinua , caótica , poligonal) y volumen total de la cavidad de las grietas.(Bukrinsky,1985 y Kalinchenko et al, 2000). En el anexo 2 se muestran los diagramas con los principales planos de agrietamiento, la rosa de agrietamiento y los histogramas del comportamiento de los principales parámetros de las grietas en los macizos rocosos de las minas Mercedita, Amores y El Cobre y del Trasvase Caney –Gilbert.. Yacimientos cromíferos de la región Moa – Baracoa. En esta región se realizaron trabajos investigativos de campo, experimentales y de gabinete en las minas de cromo Mercedita y Amores. II.1.1Mina Mercedita. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral Valores de las propiedades de las litologías objeto de estudio en el Trasvase Este-Oeste. Tabla 1 Propiedades másicas Nº Litología 1 Gabro (Ojo de Agua) 2 Basalto (Manacal) 3 Caliza Masiva 4 Caliza , blanco crema masiva 5 Serpentinita pardo –verdosa 6 Aleurolitas Densidad,kg/m³ Masa volumétrica,kg/m³ Valor A.% Valor A,% 2830 2830 2710 2700 2860 1950 10,70 3,89 7,93 12,30 4,24 5,98 4,95 2720 2710 2590 5,41 4,43 6,53 6,02 2460 6,33 8,89 8,90 13,16 2815 10,70 1,57 5,98 4,73 1900 6,93 2,56 9,50 11,04 13,16 Tabla 2 Características de resistencia Características de resistencia estática σ ec ,MPa σ et ,MPa σ ecor ,MPa Nº Litología 1 Gabro (Ojo de Agua) 2 Basalto (Manacal) 3 Caliza Masiva 4 Caliza , blanco crema masiva 5 Serpentinita pardo –verdosa 6 Aleurolitas M.Sc.Gilberto Sargentón Romero Porosidad Total,% Valor A,% [ ] [ ] [ ] Características de resistencia dinámica σ dc ,MPa σ dt ,MPa σ dcor ,MPa Valor A.% Valor A,% Valor A,% Valor 97,40 81,94 60,92 50,14 23,40 23,30 [ ] A.% [ ] [ ] Valor A,% Valor 3,84 24,50 11,17 23,90 1543,22 23,30 12,75 24,50 A,% Dinamicidad Comp Tracción k dc k dt 78,16 23,90 15,84 3,32 21,50 10,04 22,32 16,56 21,91 1298,54 21,50 22,67 22,32 115,92 21,91 15,85 2,26 17,95 3,94 23,03 8,95 20,49 944,68 17,95 5,91 23,03 62,63 20,49 15,51 1,50 21,30 4,77 23,96 8,93 22,63 784,37 21,30 8,62 23,96 62,50 22,63 15,64 1,81 21,50 18,18 14,71 2,85 24,50 1,80 19,51 4,71 23,00 3,30 17,11 374,91 21,50 292,34 14,71 7,54 24,50 4,99 19,51 33,00 23,00 16,02 23,12 17,11 16,08 2,64 2,77 1 �Tesis Doctoral Tabla 3 Propiedades acústicas Litología Nº 1 Gabro 2 Basalto 3 Caliza Masiva 4 Caliza , blanco crema masiva 5 Serpentinita pardo –verdosa 6 Aleurolitas Velocidad de las ondas,m/s Rigidez Acústica Vl A.% Vt A,% J, m/s kg/m3 A,% 4587 15,6 3700 15,6 1,298.107 15,6 4570 14,8 3560 14,8 1,293.107 14,8 5983 15,0 3700 15,0 1,621.107 15,0 5500 12,0 3940 12,0 1,485.107 12,0 7 3730 12,6 2190 12,6 1,067.10 12,6 4134 12,3 2100 12,3 8,060.106 12,3 Tabla 4 Parámetros minero-tecnológicos Fortaleza, f Nº Litología fB** fP* 1 Gabro (Ojo de Agua) 2 Basalto (Manacal) 3 Caliza Masiva 4 Caliza , blanco crema masiva 5 Serpentinita pardo –verdosa 10 8 6 5 2 2 6 Aleurolitas Nota: fP*- índice de fortaleza según Protodiaconov fB**-índice de fortaleza según Barón qP***-volabilidad según Pokrovsky Datos de Triturabilidad :Fuente Noa (2003) M.Sc.Gilberto Sargentón Romero E,MPa μ Valor A,% Valor A,% 92600 15,6 0,25 15,6 70000 14,8 0,27 14,8 73100 15,0 0,30 15,0 70000 12,0 0,33 12,0 10800 12,6 0,29 12,6 33319 12,3 0,25 12,3 G,MPa Valor A,% 38743 15,6 35866 14,8 37100 15,0 41914 12,0 13717 12,6 8600 12,3 Triturabilidad,Vmax Volabilidad,qP***,kg/m³ Fragilidad Valor A,% Valor A,% Valor A.% 9 1,70 21,07 0,97 23,30 25,36 23,90 8 0,90 20,20 0,82 21,50 7 4,00 18,54 0,61 17,95 15,45 20,49 6 3,20 21,32 0,50 21,30 10,51 22,63 4 2,00 19,18 0,23 21,50 3 3,10 21,32 0,18 14,71 10,10 17,11 8,16 21,91 8,21 23,00 2 �Tesis Doctoral -Localización del macizo rocoso El macizo rocoso del yacimiento cromífero Mecedita se encuentra ubicado dentro de lo límites del gran macizo de ultrabasitas de Cuba Oriental, el cual está formado por rocas del complejo ofiolítico, fundamentalmente. Los macizos rocosos de ofiolitas presentan una gran variabilidad de sus propiedades ingeniero-geológicas y minero- técnicas (Marinos et al,2006). -Composición petrográfica El estudio de la columna litológica (Iturralde-Vinent ,1990; Colectivo, 1996;Colectivo,2006a) permite señalar de forma general los tipos de rocas de la asociación estudiada , particularmente , en la zona de estudio donde se presentan : dunitas , peridotitas (harzburgitas) , peridotitas serpentinizadas , gabros y cromitas , como rocas más importantes ; por las que se han excavado las diferentes obras mineras subterráneas. Dunitas: son las que, por lo general le sirven de envoltura a los cuerpos minerales además aparecen de forma aislada en forma de vetas que cruzan los cuerpos minerales o en forma de nidos, su color varia desde verde hasta pardo rojizo, microscópicamente los granos son compactos y finos uniformes, la textura es masiva, con grietas rellenas de kerolita y/o serpofita o carbonatos y por lo general con alto grado de serpentinización (Cartaya,2000). Serpentinitas: se observan a lo largo del contacto de las rocas ultrabásicas y los gabros , tienen color verde oscuro y raras veces gris, el brillo es resinoso mate , graso o céreo. Estructura concoide, compacta, masiva. Peridotitas: en el macizo en su mayoría del grupo de las harzburgitas .Microscópicamente de color oscuro, a veces con matiz verdoso, generalmente su estructura es de grano medio, textura masiva. Su estructura más típica es la paquiolítica, condicionada por la inclusión de granos de olivino en los cristales de piroxeno. Gabros: en estado fresco de color gris oscuro o casi negro, como resultado de alteraciones secundarias adquieren un color gris claro y gris verdoso. Su estructura característica es la granular uniforme, de grano medio y de grano grande. La textura es masiva Cromitas: de color negro oscuro, fractura concoidea y textura compacta. -Tectónica. Las dislocaciones , que presenta la región son muy complejas y en las secuencias más antiguas se hace imposible el desciframiento de las mesoestructuras plegadas, dada la monotonía litológica que presenta ; no obstante los estudios realizados permiten afirmar que en las secuencias antiguas (rocas metamórficas y volcánicas) existen tres direcciones principales de plegamiento: noroeste –sureste, noroeste-sureste, sureste-noreste. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 1 �Tesis Doctoral El yacimiento Mercedita se encuentra en una zona de gran actividad tectónica postmineral y las dislocaciones están representadas por zonas de fragmentación y agrietamiento abierto, tanto en las rocas de caja , como en el cuerpo mineral. -Agrietamiento. La valoración del agrietamiento se realizó mediante datos obtenidos por mediciones de grietas realizadas por diferentes autores Noa (2003), Cartaya (2001) ,Modejar (2001) ; Ugalde (2000) ; González (1995). De esta valoración se puede concluir que existe un alto grado de afectación del macizo por este factor, y la existencia de grietas en todas las direcciones, predominando las direcciones : ángulo de buzamiento/dirección del buzamiento: 26º/315-320º y 40º/40-45º. La caracterización general del agrietamiento se puede resumir de la forma siguiente: El espaciamiento mínimo entre grietas y sistemas de grietas oscila entre 0,20-0,25m. y el máximo desde 0,4-0,5m, con predominio porcentual del espaciamiento en los rangos 0,250,30 y 0,35-0,40m.Además son más frecuentes las grietas onduladas rugosas y planas lisas, con una abertura que oscila en el rango 1-10 mm , con predominio del intervalo 3,54,5mm y prevalecen las grietas con paredes sanas y alteradas. En las grietas es más abundante el relleno de gabro y gabropegmatita. La presencia de agua en las grietas, por lo general es poca , logrando solo humedecer las paredes de estas , y aumenta en época de lluvia , en la que se puede producir un goteo constante. -Propiedades de las rocas. Para el estudio de las propiedades además de las determinaciones realizadas por el autor se utilizó información de investigaciones realizadas por los autores Noa (2003) y Cartaya (2001). II.1.2 Mina Amores. -Localización del macizo rocoso El área de estudio de la mina de cromo Amores, se encuentra en el municipio Baracoa a seis kilómetros del litoral del Océano Atlántico en el curso superior del río Báez y a 50 km del poblado de Punta Gorda, municipio Moa. -Composición petrográfica del macizo. Particularmente, en la zona de estudio se encuentran: harzburgitas, dunitas, peridotitas y cromitas , como rocas más importantes ; por las que se han excavado las diferentes obras mineras subterráneas. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 2 �Tesis Doctoral En el yacimiento predominan fundamentalmente tres tipos de rocas:, harzburgitas, dunitas y peridotitas , clasificadas éstas como rocas resistentes y semiresistentes, agrietadas y suficientemente estables. Las cromitas se presentan en forma masiva pero con bajo contenido de Cr2 O 3 Dunitas: presentan de color verde oscuro, casi negro, su estructura es de grano fino uniforme y la textura es masiva. Peridotitas: presentan color negro, a veces con matiz verdoso con estructura de grano medio su textura al igual que las dunitas es masiva, se distinguen claramente los cristales de piroxeno. -Tectónica. La zona donde se realizan los trabajos mineros, presenta poco grado de actividad tectónica , el cual se manifiesta en las características del agrietamiento y el grado de fragmentación de las rocas y de los cuerpos minerales. Dentro de los límites del yacimiento se observan dislocaciones tectónicas que provocan desplazamiento de las menas y rocas de caja y la división del yacimiento en bloques. -Agrietamiento. Para el estudio del agrietamiento fueron utilizados informes de mediciones de otros investigadores: Noa (2003). Mondejar (2001),Cartaya (2001) y Falero (1996). Además de estas mediciones en esta investigación se realizaron mediciones en la boca del Socavón A-2 situado a nivel del río Báez y en el Socavón A– 1, que confirmaron y ampliaron las conclusiones de los investigadores precedentes. En Amores predominan tres sistemas de grietas con direcciones N 15 E, N 50 E y N 50 W y respectivamente ángulos de buzamiento de 18º,48º y 18º. El espaciamiento oscila en el rango 0,1-0,35m con predominio del intervalo 0,22-0,25.m La abertura de las grietas fluctúa entre 1 y 10mm, con mayor frecuencia del intervalo 46mm.Son más frecuentes las grietas planas lisas y onduladas lisas y paredes sanas y algunos casos alteradas. Es más abundante el relleno de las grietas con gabro y gabropegmatitas. II.1.3 Mina El Cobre. -Ubicación del macizo rocoso. La Mina El Cobre se encuentra ubicada al oeste del municipio de Santiago de Cuba a una distancia de 23 km de la Ciudad de Santiago de Cuba, a 0,5 km del poblado de ese mismo nombre. En esta mina la explotación se realizó en por tres sectores diferentes: Mina M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 3 �Tesis Doctoral Grande, Gitanilla y Mina Blanca. Las investigaciones relacionadas con esta tesis se realizaron en el sector Mina Grande. -Composición petrográfica del macizo.(Colectivo de autores,2006a). Las litologías más comunes son: tobas de composición andesíticas y andesíto - dacíticas, porfiritas andesíticas y areniscas tobáceas. Tobas: presentan granulometrías diversas predominando las gruesas y medias y composición andesíticas y andesíto – dacíticas y aglomerática ( Barrabí, 1994.).Las tobas andesíticas presentan color gris verdoso y tienen granos medios. Porfiritas andesíticas: presentan un color gris , gris oscuro o gris amarillento. Su estructura es porfirítica y la textura es masiva. Areniscas tobáceas: se presentan de color gris o gris oscuro, con granos de granulometría media y textura estratificada. -Tectónica (Barrabí,1994;Colectivo de autores,2006a). Geográficamente el campo metalífero El Cobre, está situado en la Sierra Maestra y pertenece a una zona de tensiones tectónicas, que se encuentra entre la plataforma de las Bahamas al Norte y las grandes fosas del mar Caribe al Sur. El yacimiento está relacionado con la falla regional El Cobre, la cual se extiende en dirección latitudinal y se limita al sur y norte por dos fajas de fractura de rocas. El yacimiento también está atravesado por fallas de segundo orden y dirección submeridional, que desarrollan complementariamente la estructura de una serie de bloques. El propio macizo de rocas de caja tiene una serie de fallas pequeñas, producto de las cuales, en él se forma una red de grietas y pliegues con direcciones caóticas. Otro sistema importante, son las fallas secundarias que se pueden identificar como fallas preminerales, con direcciones bien definidas (de 55 - 65 grados) al norte del yacimiento. El tercer sistema, son las fallas transversales al nordeste que presenta buzamiento abrupto de 60 a 70 grados, que afectan y deforman las estructuras minerales. Estos sistemas están muy desarrollados en todo el yacimiento, lo mismo en Gitanilla que hacia la zona de la cantera. -Agrietamiento Para el análisis de este macizo rocoso fue estudiado todo el sector de la mina El Cobre, a partir de las mediciones realizadas por otros autores Mondejar (2001); Cartaya (2001) y Joao (1998) y mediciones realizadas por el autor de esta tesis en la galería principal y en galerías de subnivel y de ventilación del nivel +30. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 4 �Tesis Doctoral En estas excavaciones predominan tres sistemas de grietas con las direcciones: N 25 E; N 75º E y N 80º W y ángulos de buzamientos respectivos de 59º,24º y 53º. El espaciamiento entre grietas oscila entre 0,1 y 0,35m con predomino del intervalo 0,200,25 m, las grietas con más frecuencia son continuas, planas y rugosas y sus paredes en la mayoría de los casos son sanas o alteradas, la abertura de las grietas está en el rango de 2 a 5 mm y las mismas están rellenas con material arcilloso poco consolidado, la humedad es baja y sólo logra humedecer las paredes, aunque en algunos tramos aislados se manifiesta en forma de goteo constante. II.1.4 Trasvase Caney –Gilbert. -Ubicación del macizo rocoso. El Trasvase Caney –Gilbert incluye diferentes obras hidrotécnicas , conductoras , canales y túneles que se construyeron con el objetivo de trasvasar agua desde la presa Carlos Manuel de Céspedes hacia la presa Gilbert y está situado aproximadamente a 3 km al norte del poblado de Ramón de Guaninao, en Palma Soriano. Las obras hidrotécnicas subterráneas del Trasvase Caney –Gilbert la conforman tres túneles: el túnel principal y dos túneles inclinados (rampas). -Litología. En el perfil geológico se presentan las siguientes cuatro capas: material aluvial, areniscas, tobas y aglomerados Capa 1. Corteza de intemperismo a partir de la alteración de las areniscas, tobas y aglomerados incluido en esta el material aluvial, con una coloración generalmente pardo crema, deleznable y una potencia que oscila entre 1 y 15 metros predominando espesores de 8-10 metros, sin textura definida. Capa 2. Se corresponde con las intercalaciones de areniscas, tobas y aglomerados con diferentes grado de alteración que subyace a la corteza de intemperismo con una coloración desde pardo crema hasta gris oscuro, su yacencia es suave dispuesta en forma de estratos monoclinales presentando generalmente una textura estratificada, su granulometría es de fina a media, la potencia oscila desde 3-40 m, predominan los espesores desde 0 – 20m en la capa más agrietada. La Capa 3. Se corresponde con los aglomerados con mayor o menor grado de conservación -Composición petrográfica del macizo. Tobas: se presentan en una amplia gama de colores que varían desde el gris, gris verdoso, gris azul, pardo, pardo grisáceo hasta el gris amarillento. Se encuentran estratificadas en capas de 5-10 m, en ocasiones se presentan masivas, los ángulos de buzamiento son suaves M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 5 �Tesis Doctoral hasta 150 pudiendo llegar a 300, la granulometría es de fina a media, por lo general están muy tectonizadas e intemperizadas, con diferentes grados de meteorización y agrietamiento, aunque se mantienen generalmente compactas cuando no han sido meteorizadas o afectadas por el agua. Areniscas tobáceas: son de color gris carmelita - parduzco, estratificadas en capas de 2-6 cm. La granulometría es de media a fina. Por lo general se presentan formando interestratificación con las tobas y más bien pudieran hasta considerarse como un producto de la meteorización de éstas. Aglomerados: en los mismos predominan los colores gris parduzco - carmelita a gris verdoso, los clástos tienen diámetros de 3-12 cm. y más, lo constituyen rocas andesíticas, andesito - basálticas, riolíticas, dioríticas y hasta tobas, aparecen dos tipos fundamentales, los aglomerados de granos finos, con tamaño de 2 – 5 cm. que se encuentran generalmente en capas gruesas de hasta 1,5 m y los aglomerados de grano grueso con fragmentos mayores de 5cm.En ellos se destaca claramente un agrietamiento casi perpendicular en dos direcciones. -Agrietamiento.(Cartaya,2003) El intenso agrietamiento de las rocas en la zona, fundamentalmente en la secuencia de las tobas, está asociado a las fallas presentes en la zona. Tanto en los aglomerados como en las tobas, juega un papel importante la fractura que coincide con la estratificación. Al analizar los histogramas de distribución porcentual de las características de grietas se aprecia que en los aglomerados predominan las grietas onduladas – rugosas, con ligera alteración, con un espaciamiento promedio entre grietas de 0,2 a 0,6 m, generalmente abiertas, mientras que en las tobas predominan las grietas onduladas – lisas, con ligera alteración y en ocasiones con alteración arcillosa. La afluencia de agua varía de media con lavado de algunas grietas a afluencia importante por grietas limpias. II.1.5 Trasvase Este-Oeste. Primera etapa: Melones –Sabanilla. -Ubicación del macizo rocoso. El Trasvase Melones – Sabanilla se encuentra ubicado en la Sierra de Nipe – Cristal, desde el río Mayarí hasta la Presa Sabanilla y constituye la primera etapa del Trasvase EsteOeste. -Litología. El macizo esta constituido por dos grandes complejos bien diferenciados: el complejo clástico – carbonatado y el ultramáfico - serpentinizado. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 6 �Tesis Doctoral El primero constituido por calizas, margas , conglomerados , brecha basal , etc. ; se extiende hacia el norte y oeste del macizo. En las partes más elevadas y en contacto con el complejo ultramáfico , ocupa la parte superior. La base esta constituida por conglomerado y brecha, compuesto por clástos de rocas ígneas y sedimentarias con cemento calcáreo. El complejo de rocas ultramáfico - serpentinizado esta representado por las serpentinitas brechosas y los gabroides. Estas rocas debido a los grandes esfuerzos a que se han visto sometidas están muy alteradas y meteorizadas. Estos continuos eventos tectónicos han provocado un agrietamiento muy intenso en todas direcciones, reconociéndose hasta cinco sistemas e incluso con grietas acompañantes, estas generalmente se encuentran rellenas con carbonatos y serpofitas. Los trabajos experimentales a escala productiva y de polígono fueron realizados en los tramos: Esperanza-Enmedio, túnel de Toma y Yagrumal –Guaro donde las rocas presentan las siguientes características petrográficas, litológicas y de agrietamiento. Túnel Yagrumal –Guaro. Constituye el quinto tramo de túnel a partir de la presa Seboruquito de los siete que existen hasta la presa Sabanilla, debido al relieve topográfico existente en su trazado se hace necesario subdividir al mismo en la intersección con la cañada de Serones y en Ojo de Agua , quedando dividido en tres tramos : tramo “Yagrumal – Ojo de Agua” , tramo “Ojo de Agua – Serones” y tramo “Serones –Guaro”. Mediante las calicatas intermedias se realizó la ejecución del túnel por seis frentes de trabajo. -Litología. En la zona de estudio, desde el punto de vista geológico-estratigráfico , se definieron dos complejos de rocas bien diferenciados: el complejo carbonatado y el complejo de gabros y basaltos. El complejo carbonatado esta compuesto por las formaciones Charco –Redondo, Sagua de Tánamo , Bitirí y Camazán. En todos predominan las rocas carbonatadas. El complejo de gabro-basaltos se compone de rocas de granos gruesos (gabros) y de granos finos (basaltos), así como las brechas con clástos de ambos tipos y cemento carbonatado. El macizo de rocas carbonatadas tiene forma tabular en su primera parte (formación Bitirí) y masiva en la segunda (formación Camazán).Los gabros se presentan en forma maciza , y forman un conjunto de diques paralelos. En general todas las rocas clasifican como agrietadas. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 7 �Tesis Doctoral Desde el punto de vista ingeniero-geológico, el macizo se dividió en dos complejos que coinciden con los litológicos. A su vez estos complejos se subdividieron en los cinco tipos siguientes: arcillas , arenas y gravas, calizas, aleurolitas calcáreas, brechas y gabros. La excavación del túnel se realizó por los dos complejos, casi en su totalidad en condiciones desfavorables, incluso en las rocas clasificadas como buenas. Los gabros se caracterizaron por una elevada abrasividad y un alto grado de fractura. En las calizas masivas se presentó el carso desarrollado, y las calizas y aleurolitas presentaron una estratificación poco inclinada de los estratos. El tramo se encuentra altamente tectonizado y esta cruzado por 32 fallas de las cuales 29 inciden directamente sobre el trazado del túnel. (Trincado et al, 2005). Los ensayos de las propiedades másicas y las de resistencias a la compresión y tracción de las de las rocas fueron realizadas en el laboratorio de la Empresa de Investigación y Proyectos Hidráulicos de Holguín (Trincado et al ,2005). -Tectónica. El macizo ha sido afectado por grandes movimientos tectónicos. Para su estudio se dividió en los siguientes megabloques: Bloque I .Compuesto por serpentinitas, brechas serpentiníticas con tabloides de gabros de contenido variable. En el se incluyen el túnel de Toma y parte del de Seboruquito Esperanza. Bloque II. Compuesto por serpentinitas con tabloides de gabro encajados, con dirección SE – SO. En el se incluyen el túnel de Desvío y Levisa - Melones. Bloque III. Lo conforman gabros con casquetes de calizas, discordantemente emplazadas sobre éstos. En el se incluyen parte del tramo Yagrumal - Guaro y Guaro - Manacal. Bloque IV. Secuencia de carbonatado - terrígeno terminando en el conglomerado basal y en ocasiones en la brecha serpentinítica. En el se incluyen el mayor volumen de túneles, son ellos: parte del túnel Seboruquito - Esperanza, Esperanza - Enmedio, Enmedio Guayabo y Guayabo - Pontezuelo. (Colectivo, 1991 y Colectivo, 1992). -Agrietamiento. Para el estudio del agrietamiento se utilizó la información recopilada por otros autores Noa (2003) ,Cartaya (2001) , y además de las mediciones complementarias realizadas por el autor de esta tesis en los frentes de excavación Ojo de Agua –Serones, Serones-Ojo de Agua, Ojo de Agua –Yagrumal y Serones –Guaro que precisaron y ampliaron dicha información. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 8 �Tesis Doctoral En los frentes Ojo de Agua –Serones y Serones-Ojo de Agua se realizaron 42 mediciones de los elementos de yacencia de las grietas, con ellos se construyeron los diagramas de los planos principales, las rosas de agrietamiento y los histogramas de las parámetros principales de las grietas. (Figuras 3, 4, 5,6, 7 y 8). La representación gráfica de los resultados de las investigaciones del agrietamiento en las minas y trasvases restantes aparece en los ANEXOS 2.1-2.4... En el tramo se presentan 4 sistemas de grietas con las orientaciones siguientes: ( ángulo de buzamiento/azimut del buzamiento): 69/221;58/240;63/076 y 59/163. -Características de las grietas. Mayormente son grietas onduladas rugosas y planas lisas con paredes sanas y con relleno carbonatado y serpentinítico que presentan una abertura de 5mm y espaciamiento de 0,25m. Túnel Esperanza-En medio. La excavación del túnel se realiza por el complejo de ultramafitas serpentinizadas, cuyas rocas fundamentales son: serpentinitas, brechas de serpentinitas y gabro – basalto, estas ultimas en forma de diques y de bloques. El tramo se encuentra altamente tectonizado y esta cruzado por once fallas, nueve de ellas inciden de forma directa sobre el trazado del túnel. Asociados a estas fallas aparecen los diques de gabro. Mayormente son grietas planas lisas y onduladas lisas con una abertura entre 0-6 mm y predominio del espaciamiento en el rango 0,22-0,25 m con relleno predominantemente carbonatado aunque aparece pero con menos frecuencia también el arcilloso y paredes sanas o ligeramente alteradas. II.1.6 Trasvase Sabanalamar-Pozo Azul -Ubicación del macizo rocoso La zona objeto de estudio se encuentra situada a unos 15.5 km, al Norte de San Antonio del Sur y a 3 km. aproximadamente, al Sur del poblado de Puriales de Caujerí. -Litología. (Leyva ,2005). En el trazado de los túneles se presentan las seis capas ingeniero- geológicas siguientes: eluvio-deluvio de esquisto, esquisto meteorizado, brecha de esquisto, esquisto fresco poco meteorizado, caliza arcillosa y argilita carbonatada. -Descripción de las capas. Capa 1. Compuesta por eluvio de esquisto clorítico, de color pardo amarillento. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 9 �Tesis Doctoral Figura 3 Principales planos de agrietamiento en el tramo Serones-Ojo de Agua. Figura 4 Rosa de agrietamiento de las rocas en el tramo Ojo de Agua-Serones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 10 �Tesis Doctoral Figura 5 Distribución porcentual de las grietas según su abertura en el tramo Agua de Agua-Serones. Figura 6 Comportamiento del espaciamiento entre grietas Tramo Ojo de Agua- Serones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero . 11 �Tesis Doctoral Figura 7 .Distribución estadística del tipo de relleno de las grietas en el tramo Ojo de Agua-Serones. Figura 8 Distribución estadística del tipo de grietas en el tramo Ojo de AguaSerones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 12 �Tesis Doctoral Figura 9 Comportamiento estadístico de la alteración de las paredes de las grietas en el tramo Ojo de Agua- Serones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 13 �Tesis Doctoral Capa 2. Representada por esquisto clorítico algo meteorizado y agrietado, de color pardoamarillento, con tonalidades grisáceas y verdosas. Capa 3.- Constituida por la variedad fresca del esquisto clorítico, de color verde a verde grisáceo, posee planos de esquistosidad o exfoliación muy visibles. Capa 4.- Esta capa está constituida por brechas de esquisto. Capa 5 Esta está compuesta por caliza arcillosa estratificada compacta, de colores blanco a blanco grisáceo. Capa 6 Está representada por argilita carbonatada estratificada, de color gris oscuro. -Agrietamiento. (Sargentón ,2005). El agrietamiento afecta moderadamente a toda la litología presente en el tramo investigado, siendo más intenso en las capas 3, 4 y 8. La capa 4 de esquisto fresco presenta tres planos de agrietamiento con los siguientes elementos de yacencia: 9º/113º; 79º/103º y 9º/ 196º. Son mayoritariamente grietas planas lisas y onduladas lisas con paredes sanas y a veces alteradas con relleno cuarcífero o cerradas, con rango predominante de abertura 3-5mm y de espaciamiento 0,25-0,35m y 0,15-0,25m. Las calizas de la capa 8 presentan grietas abiertas y selladas, generalmente abruptas. El sello de las mismas es de composición carbonatado-terrígeno (argilítico).Los sistemas de grietas presentes en esta litología tienen los siguientes elementos de yacencia: 90º/130145º; 90º/90-110º y 90º/70-75º. II.2 .Condiciones ingeniero-tecnológicas de laboreo de las excavaciones subterráneas. Además de las condiciones ingeniero-geológicas fueron valorados los factores tecnológico siguientes : el destino o utilización de las excavaciones , sus características técnicas (dimensiones , área de la sección transversal : útil , de proyecto y de excavación, longitud (extensión) , formas de la sección transversal , profundidad de ubicación , carácter del frente (homogéneo, heterogéneo, por estéril , por mineral (por la mena) , velocidad de excavación , orientación de los ejes longitudinales respecto a las fallas y sistemas de grietas , plazo de servicio. -Características de las excavaciones investigadas. Los tipos de excavaciones, su denominación así como las dimensiones principales de proyecto, útiles y de laboreo, sus formas y parámetros geométricos así como sus principales parámetros minero-tecnológicos se resumen en las tablas 1, 2,3 y 4 del ANEXO 3. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 14 �Tesis Doctoral II.2.1 Comportamiento de los principales indicadores de efectividad de los trabajos de perforación y voladura. El objetivo de este acápite de la tesis es realizar una valoración de los indicadores principales de los trabajos de perforación y voladura de las voladuras base (de producción) para comparar los mismos con los resultados de las voladuras experimentales. En estas investigaciones, se tomaron como indicadores fundamentales para valorar la tecnología de arranque por voladura los siguientes: avance del frente en un ciclo de excavación, aprovechamiento de los barrenos, sub o sobre excavación, rugosidad del contorneado, velocidad mensual de avance, productividad del trabajo, consumo de sustancia explosiva y de medios de explosión y el metraje de perforación. Se comparó el comportamiento de los indicadores de efectividad de los trabajos de perforación y voladura tanto en las voladuras de producción (base) en cada una de las minas y trasvases como los de las voladuras experimentales con el objetivo de validar los criterios que se defienden. En las minas y trasvases se valoró el comportamiento de estos indicadores en las investigaciones siguientes: Sargentón, Martínez y Soffí (1985); Sargentón y Batista (1988); Sargentón y López (1988); Sargentón y Jiménez (1989); Sargentón, Tesfaye y Alemahu (1990); Cruz (1990) y Hernández (1990); Sargentón y Cabrera (1991); Sargentón et al (1987,1994); Sargentón (1994); Sargentón y Quiroga (1994). El comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción en el tramo Ojo de Agua-Serones se aprecia en la tablas 5 ,en ese propio anexo se muestra también el comportamiento de estos mismos indicadores en las restantes minas y trasvases (tablas 1,2,3y 4).A partir de los datos contenidos en dichas tablas se elaboraron los diagramas de distribución estadística que se muestran en las figuras 1,2,3,4,5,6 y 7 del anexo 6.3. Además en la tabla 6 del anexo 5 se resume el comportamiento los principales indicadores técnico-económicos del laboreo de las excavaciones en las que se realizaron las investigaciones... El comportamiento de las velocidades mensuales de avance se muestra en las figuras 1, 2, 3, 4,5 y 6 del ANEXO 7. II.3 Resumen del contenido del Capítulo II. • El análisis de las condiciones ingeniero-geológicas y minero-tecnológicas de laboreo de las excavaciones comprende dos regiones mineras: la región cromífera M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 15 �Tesis Doctoral Moa-Baracoa situada al noreste de la región oriental en rocas del complejo ofiolítico y la región cuprífera El Cobre donde prevalecen rocas vulcanógenosedimentarias, ello significa cierta diversidad litológica y de las propiedades físicomecánicas de las rocas. • En ambas regiones las condiciones minero-tecnológicas de laboreo presentan similitud. De igual modo ocurre en el caso de los Trasvases. Los túneles del trasvase Caney –Gilbert se laborearon por rocas vulcanógeno-sedimentarias de la formación El Cobre al suroeste de la provincia y el trasvase Este-Oeste por rocas del complejo ofiolítico y rocas sedimentarias con un gran contraste de propiedades. Sin embargo los túneles del trasvase Sabanalamar –Pozo Azul se laborean por rocas sedimentarias y metamórficas, con la particularidad que presentan los esquistos cloríticos respecto a la tecnología de fragmentación y voladura, al mismo tiempo se aprecia similitud en las condiciones minerotecnológicas de laboreo de estos túneles. Es obligado el análisis de la influencia del agrietamiento sobre la tecnología de laboreo de las excavaciones y en particular sobre la de fragmentación de las rocas, factor que debe de considerarse en la modelación del campo tenso- deformacional. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero 16 �Tesis Doctoral CAPÍTULO III M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral CAPÍTULO III ESTADO TENSO-DEFORMACIONAL DE LAS ROCAS ALREDEDOR DE LA CÁMARA DE CARGA INMEDIATAMENTE DESPUÉS DE LA EXPLOSIÓN Introducción. El análisis del campo tenso – deformacional de las rocas alrededor de la cámara de carga inmediatamente después de la voladura considera tanto la valoración en estrecha interrelación de los campos tensional y deformacional como el análisis de los mecanismos de rotura por voladura de las rocas de los diferentes grupos que integran el conjunto de barrenos para el laboreo de excavaciones subterráneas. El objetivo de este capitulo es la modelación teórica del proceso de fragmentación de las rocas por voladura en la excavación de obras subterráneas y mediante voladuras experimentales realizar las correcciones pertinentes, descubrir las regularidades que rigen el mecanismo de rotura de las rocas en los diferentes grupos que integran el conjunto de barrenos y establecer las ecuaciones teóricas, empíricas o semiempíricas para el diseño y la ejecución de las mismas. Para la investigación del campo tenso-deformacional se utilizaron métodos teóricos y experimentales. III.1 Investigación teórica. El primer paso en la investigación teórica de los campos tensional y deformacional es la elección del modelo de comportamiento del macizo rocoso. En la investigación se estudian macizos de rocas resistentes y semiresistentes con modelos de comportamiento frágil o seudo-frágil. Los macizos con comportamiento plástico no son objeto de estudio en estas investigaciones. El estudio del mecanismo de rotura de las rocas no es posible sin la modelación de este campo tenso – deformacional, con comportamiento ondulatorio que tiene un carácter dinámico principalmente en la cercanía a la cámara de carga. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Este campo que no es uniforme, ni espacialmente, ni en el tiempo, cerca de la cámara de carga es una onda de choque, que se transforma en una onda elástico-plástica con un frente relativamente más suave que la primera y luego pasa a una onda elástica. De todo lo antes expuesto se desprende la necesidad de determinar la presión dentro de la cámara de carga y la presión refractada a la roca. La determinación de la onda refractada se realiza a partir del principio de refracción de ondas y depende del acople de la impedancia de la sustancia explosiva con la rigidez acústica de la roca. En la investigación realizada se efectúa la valoración del estado tenso-deformacional alrededor de la cámara de carga de los diferentes tipos de barrenos presentes en el frente de avance de las excavaciones subterráneas, es decir los barrenos de cuele o corte en los que se utilizan cargas compactas al igual que en los barrenos ayudantes de cuele, de arranque y de piso. En los barrenos de contorno se realiza la determinación del estado tensodeformacional considerando la utilización de cargas desacopladas con espacio radial de aire. En los barrenos de cuele en cuña para el análisis del estado tenso –deformacional se parte de la condición de que se explosionan al unísono, lo que presupone la cooperación de las cargas de los barrenos de cuele situados en una misma fila, esta misma condición se establece en los barrenos de contorno, que se explosionan al mismo tiempo. III.2 Descripción del modelo matemático. La descripción cualitativo- cuantitativa del modelo matemático se ha realizado a partir de la descripción de los campos tensional y deformacional III.2.1 Descripción del campo tensional. III.2.1.1Parámetros de la onda de choque en cargas aisladas compactas. El análisis del campo tensional a partir de los modelos de comportamiento de los macizos señalados comprende inicialmente la determinación de los parámetros de la onda de choque en el limite carga – roca que se determinan de la condición de refracción de las ondas de detonación a la roca a través de una pared plana, es decir de la condición de correspondencia dinámica en los frentes de las ondas reflejadas y refractadas y considerando la adiabática de las rocas propuesta por Gogoliev (1965) M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 46 �Tesis Doctoral mediante las expresiones (59),(60),(61),(62) y (63) ya analizadas y valoradas en el capítulo I. Los restantes parámetros de la onda refractada densidad, velocidad de las partículas y velocidad del frente se calculan por las expresiones: ⎡ APr ⎤ ρ f = ρ o ⎢1 + 2 ⎥ ⎣ ρ 0VLD ⎦ ⎛ 1 1/ m , (78) 1 ⎞ υ 2f = Pr ⎜⎜ − ⎟⎟ ⎝ ρo ρ f ⎠ (79) ⎛ ⎜ Pf Pr ⎜ 1 = Nf = ρ oυ f ρ o ⎜ 1 − ρ o ⎜ ⎝ ρf ⎞ ⎟ ⎟, ⎟ ⎟ ⎠ (80) III.2.1.2 Parámetros de la onda de tensiones Para la modelación físico – matemática de los campos de tensión y de deformación se valoró el modelo de Shemiakin (1963,2006) propuesto para la rotura de rocas con fricción interna y que permite el cálculo de las componentes radiales y tangenciales del tensor de tensiones: σr = σo r n1 , σ θ = ασ r , α = μ (1 − μ ) (81) Donde σ r , σ θ - son las componentes radiales y tangenciales del tensor de tensiones. σ o - presión inicial en la cámara de carga. n1 - coeficiente de extinción r - distancia relativa. r= r Rce ⎛ ρ Q Rce = Rc ⎜⎜ SE SE ⎝ ρ TEN QTEN (82) ⎞ ⎟⎟ ⎠ 1/ 2 (83) donde : QSE - Calor de explosión del explosivo utilizado; KJ/kg QTEN - Calor de explosión del TEN, KJ/kg ρTEN - densidad del TEN, kg/m3 Rc - radio de carga utilizado, m M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 47 �Tesis Doctoral r - distancia desde el punto analizado al centro de la carga, m Shemiakin asigna los siguientes valores a n1 : n 1 = 1,5 para la zona de trituración n1 = 1 − α para la zona de agrietamiento. 2 Este modelo tiene como limitación que solo considera el coeficiente de Poisson como factor determinante en el cálculo de la componente tangencial del tensor de tensiones y del índice de extinción de las tensiones, Borovikov y Vaniagin (1970,1976, 1995) plantean una propuesta que excluye esta limitación. En su modelo perfeccionado plantea tres expresiones diferentes para el cálculo de la componente radial del tensor de tensiones (69), (70) y (71). Las componentes tangenciales de la onda de tensiones fueron determinadas por la expresión (76) y las constantes C1 y C2 por la expresión (77). Los esfuerzos al cortante se determinan por la expresión σ cort max = σ r max − σ y max 2 (84) La determinación de cada uno de los componentes del tensor de tensiones, es decir σ r max , σ τ max y σ cort max permite el análisis y la evaluación del campo tensional y a su vez condiciona conjuntamente con la acción de burbuja de los gases de la explosión el campo deformacional de las rocas alrededor de la cámara de carga. El modelo de Borovikov se adecua más a las condiciones de los macizos rocosos de la región donde se realizaron las investigaciones. III.2.1.3 Parámetros de la onda de choque por la acción de cargas aisladas desacopladas con espacio radial de aire. La presión en el frente de la onda aérea de una carga desacoplada alargada se determina por la dependencia experimental (Borovikov y Vaniaguin,1974, 1975) ⎛ 0,812 ⎞⎛ 6588 326 ⎞ ΔPmax = ⎜1 − + 3/ 4 ⎟ ⎟⎜ R ⎠⎝ R 2 R ⎠ ⎝ (85) La cual se cumple para R ≥ 1,8 Donde: R - es la distancia relativa del centro de la carga a la pared del barreno R= Rb Rc ; M.Sc. Gilberto Sargentón Romero (86) 48 �Tesis Doctoral Expresando la distancia en número de radios de carga Rb - radio del barreno Rc - radio de la carga La expresión empírica (85) se obtiene por la vía experimental con carga de trotil .Por ello cuando se utilizan otros explosivos hay que afectar la expresión por un coeficiente de recálculo: ⎛ 0 , 812 Δ Pmax = k recal ⎜⎜ 1 − Re ⎝ ⎞ ⎛ 6588 326 ⎟⎟ ⎜ ⎜ R 2 + R 3/4 ⎠⎝ e e ⎞ ⎟ . 1, 01 . 10 ⎟ ⎠ ρ eVd2 = ; ρ T VdT2 k recal 5 ; (87) (88) Donde : ρ e - densidad del explosivo utilizado , kg/m3 Vd - Velocidad de detonación del explosivo utilizado, m/s ρ T - densidad del trotil fundido, kg/m3 VdT - Velocidad de detonación del trotil fundido, m/s Re = Rb ; Rce ⎛ρ Q Rce = Rc ⎜⎜ e e ⎝ ρ T QT (89) ⎞ ⎟⎟ ⎠ 1/ 2 ; (90) donde : Qe - Calor de explosión del explosivo utilizado; KJ/kg QT - Calor de explosión del trotil, KJ/kg Rc - radio de carga utilizado, m La presión máxima en la onda reflejada se determina de la condición de reflexión de la onda aérea sobre un obstáculo rígido, es decir por la conocida ecuación de Ismailov (Gurin et al,1983): χ +1 2 ΔP χ − 1 max ; Pf = ΔPref = 2Δ + 2χ ΔPmax + P χ −1 o (91) Donde : χ = 1,41 – es el índice de la adiabática del aire , en el gas diatómico más representativo; Po - es la presión atmosférica (1,01.105 Pa.) M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 49 �Tesis Doctoral La expresión anterior fue obtenida al investigar la presión que ejerce la onda área cuando se desplaza por excavaciones mineras subterráneas e impacta obstáculos planos. Las expresiones planteadas por Ismailov para la onda refractada se fundamentan en la suposición de que la pared del barreno (cámara de carga) es rígida, es decir no se deforma, cuestión que no concuerda con la experiencia práctica. Además no considera las características del medio rocoso en la refracción de la onda y los valores que se obtienen de la presión refractada al modelar distintas litologías difieren muy poco unos de otros. Por ello se modeló utilizando las expresiones de cálculo propuestas inicialmente por Azarcovich et al (1984) y Azarkovich (1996,1997) y perfeccionadas posteriormente por Matveichuk y Chursalov (2002). La presión en el frente de la onda de detonación según la teoría hidrodinámica: Ponda det ⎛ Vd2 ρ SE = ⎜⎜ ⎝ n +1 ⎞ ⎟⎟ , Pa ⎠ (92) La presión promedio de los productos de la detonación: Pprod det = Ponda det , Pa 2 (93) Conocidas las magnitudes de estas presiones, la presión en la cámara de carga: γ Pcamarac arg a ⎛ d2 ⎞ = ⎜⎜ c2 ⎟⎟ Pprod det , Pa ⎝ db ⎠ (94) donde: γ − es el índice de la adiabática (isentrópica) de los gases de la explosión. Shuifer y Azarcovich (1982,1997) asignan valores al índice de la isentrópica en función de la presión de los productos de la explosión, cuando dicha presión es mayor de 200 MPa recomiendan un valor de este índice igual a 3, cuando es menor entonces el valor de dicho índice será igual a 1,25.Estos autores utilizan en su investigación de la voladura de contorno con taladros un valor del índice de la isentrópica igual a 1,5. Y la presión refractada a la roca a partir de la presión en la cámara de carga: Prefract = Pcamac arg a k ref , Pa M.Sc. Gilberto Sargentón Romero (95) 50 �Tesis Doctoral donde : k ref - coeficiente de refracción de la onda de presión de los productos de la explosión desde la cámara de carga a la roca. k ref = 2 C LD ρ roca (C LD ρ roca + V pd ρ pd ) (96) Los restantes parámetros de la onda refractada, se determinan por las expresiones (78),(79) y (80) anteriormente señaladas, a partir de las cuales se obtienen los valores de las magnitudes Pf , Vr y ρ r . III.2.1.4 Parámetros de la onda de tensiones con cargas desacopladas. Para el cálculo de la onda de tensiones con cargas con espacio anular de aire se utilizan las siguientes expresiones: Las componentes radiales de la onda de tensiones se determinan por la expresión: σ r max R⋅ = ⎛ R ⋅⎞ = Pf ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ r ⎠ (97) Rb Rce ⎛ρQ Rce = Rc ⎜⎜ e e ⎝ ρT QT r= 1,1 (98) 1/ 2 ⎞ ⎟⎟ ⎠ r Rce (99) (100) Las componentes tangenciales se calculan por las expresiones (76) y (77). Los esfuerzos al cortante de determinan por la expresión (84). III.3 Descripción del campo deformacional. A consecuencia de la acción del campo tensional y del efecto de burbuja de los gases se producen deformaciones en el macizo de rocas que rodea a la carga tanto en la zona cercana, como en la media y la lejana. En esta investigación solo son objeto de estudio las deformaciones destructivas, es decir aquellas que están relacionadas directamente con la fragmentación de las rocas, las deformaciones que solo producen deformaciones elásticas o plásticas no destructivas no se analizan en esta investigación. La modelación de las deformaciones destructivas se realiza a partir de los valores obtenidos del campo tensional. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 51 �Tesis Doctoral II.3.1 Condiciones de fragmentación para cargas aisladas. En la zona cercana a la cámara de carga, en el caso de cargas compactas aisladas, debido a las elevadas presiones refractadas a la roca se produce la trituración o el aplastamiento y la trituración en dependencia del modelo de comportamiento del macizo rocoso. En macizos con modelos de comportamiento elástico-rígido o frágil prevalece la trituración de las rocas, en modelos elástico-plásticos tanto la trituración como el aplastamiento. Esta zona surge a consecuencia de los esfuerzos al cortante (figura 10) Y se determina a partir del siguiente criterio: III.3.1.1 Criterio de trituración: σ cirt max = σ r max − σ τ max 2 [ ] d ≥ σ cort (101) donde : [σ dcort ]- es el límite de resistencia dinámico al cortante ,MPa El [σ ]se d cort obtiene de forma indirecta por cálculo o a partir de ensayos en laboratorios especializados, además existen diferentes fórmulas de correlación a partir de los límites de resistencia a la compresión y tracción estáticos, como las siguientes (Nurmujamedov, 1973): e ⎡⎣σ cort ⎤⎦ = ⎡σ e ⎤ ⎡σ e ⎤ ⎣⎢ comp ⎦⎥ ⎣ trac ⎦ 3 [σ ] ≈ 7σ d cort (102) (103) e cort En la zona media se extiende la zona de agrietamiento cuyo límite se puede determinar a partir del criterio o condición de resistencia siguiente: III.3.1.2 Criterio Agrietamiento para una carga aislada. d ] σ τ max ≥ [σ tracción (104) A partir de esta condición se determina el radio de agrietamiento. El campo deformacional destructivo para la onda directa se extiende hasta el límite de esta zona pero cuando la onda directa encuentra una superficie libre tiene lugar la refracción – reflexión de la misma, la onda directa de compresión se transforma en onda reflejada de tracción y se pueden producir fenómenos de descostramiento. Este criterio es posible enunciarlo de la forma siguiente: III.3.1.3 Criterio de descostramiento. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero σ r max ≥ [σ dtracción ] (105) 52 �Tesis Doctoral º Figura 10.Esfuerzos al cortante en la zona cercana a la cámara de carga que determinan la zona de trituración. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral En la investigación realizada se efectúa la valoración del estado tenso-deformacional en los diferentes grupos del conjunto de barrenos presentes en el frente de avance de las excavaciones subterráneas, es decir los barrenos de cuele o corte en los que se utilizan cargas compactas al igual que en los barrenos ayudantes de cuele , de arranque y de piso. En los barrenos de contorno se realiza la determinación del estado tensodeformacional considerando la utilización de cargas con espacio radial de aire. En los barrenos de cuele en cuña para el análisis del estado tenso –deformacional se parte de la condición de que se explosionan al unísono, lo que presupone la cooperación de las cargas de los barrenos de cuele situados en una misma fila , esta misma condición se establece en los barrenos de contorno , que se explosionan al mismo tiempo. El estado deformacional se calcula a partir de los siguientes criterios de fragmentación. III.4 Criterios de fragmentación para las cargas que se explosionan al unísono De los barrenos de cuele con barrenos de compensación III.4.1. Criterio de trituración: σ r max − σ τ max [ ] d ≥ σ cort 2 (106) Este criterio permite determinar el radio de trituración Rtrit de la carga compacta en el barreno de cuele cargado y con él la distancia entre el centro de este propio barreno y el centro del taladro de compensación , como se explica más adelante en este propio capítulo. III.4.2 Criterio Agrietamiento σ τ max ≥ [σ d tracción ] 2 (107) A partir de este criterio se determina el radio de agrietamiento para el diseño de los cueles en cuña y la distancia entre los barrenos de contorno. Se considera la acción cooperadas de las cargas que se explosionan al unísono, razón por la cual la tensión tangencial en la distancia media entre las cargas es igual a la suma de las magnitudes de estas tensiones. III.4.3 Criterio de Descostramiento. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral σ r max ≥ [σ dtracción ] (108) Este criterio se plantea a partir de la acción de la onda reflejada en la superficie libre , en la que la onda directa de compresión se transforma en onda reflejada de tracción. En este caso el radio de descostramiento representa el radio de la carga virtual (figura 11). El cual sería igual a : Rdes cos t + Ragrietam = 2W W = Por lo que Rdes cos t + Ragriet (110) 2 Ragrietam + b = W Además: (111) b = W − Ragrietam Por lo que: (109) (112) A partir de estos criterios de resistencia se elaboran los criterios para la proyección de los trabajos de perforación y voladura en la excavación de obras subterráneas. En los cálculos se emplean las características de resistencia dinámica de las rocas , es decir, [σ dtracción ] y [σ dcort ] . Estas características pueden ser determinadas mediante ensayos de laboratorio o determinadas por cálculo a partir de las de las ecuaciones propuestas por Ionov (1975) , citado por (Vorobikov y Vaniaguin,1985,1995): [σ d tracción ]= K d tracción [σ e tracción ] d 2 K tracción = 4,81 − 0,97.10 −11 ρ oV LD (113) (114) Fueron modeladas las litologías presentes en los tramos investigados de los Trasvases: Este-Oeste , Caney –Gilbert y en el Proyecto del Trasvase Sabanalamar – Pozo Azul y en las minas Mercedita y Amores y El Cobre. Para la determinación de la presión de las ondas de choque tanto con cargas compactas como desacopladas con espacio anular de aire , así como de los restantes parámetro de esta onda en las litologías señaladas , fueron elaborados los programas informáticos OnchoCompacta y OnchoDesacoplada en Excel sobre Windows XP Professional (Sargentón ,2007b). Los parámetros principales de la onda de choque refractada en las litologías presentes en los macizos rocosos de las minas y trasvases en investigación utilizando cargas compactas se muestran en la tabla 5. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Figura 11. Representación de la acción de la onda reflejada en la superficie libre. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Tabla 5 Parámetros de la onda de choque ,en una carga compacta ,refractada en las diferentes litologías en investigación. Parámetros de la onda refractada a la roca Litologías Obra,Mina Tramo,excavación Pb, MPa. Pr, MPa. Kref ρr,kg/m3 Vroca,m/s Vfrente,m/s Cromita Mercedita Galeria de corte 5577 8819 1,58 4084 1523 5781 Serpentinita. Mercedita Socavón M-1 6491 8819 1,58 2984 1806 1815 Peridotita. Mercedita Socavón M-1 6101 8176 1,34 2871 1801 5149 Dunita Mercedita Galería nivel principal 6101 8226 1,39 2966 1762 5395 Gabro Mercedita Galería nivel principal 5757 8306 1,44 3178 1701 5468 Dunitas Amores Socavón A-1 6757 8328 1,23 2900 1853 4581 Harzburgita Amores Socavón A-1 6596 8357 1,27 3161 1773 4451 Serpentinita Amores Socavón A-1 5945 8292 1,39 3224 1703 5063 Cromita Amores Socavón A-1 5558 8916 1,60 4222 1502 5918 Porfirita andesiticas El Cobre Galería principal nivel +30 5840 8206 1,41 4337 1790 2797 Tobas andesíticas El Cobre Galería principal nivel +30 5826 8225 1,41 4381 1779 2790 Areniscas tobaceas El Cobre Galería principal nivel +30 5754 8464 1,44 4362 1755 2834 Tobas Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 3852 5820 1,51 3177 1414 4874 Aglomerados Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 4080 5635 1,38 3284 1409 3830 Gabro Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5903 8274 1,40 3129 1722 5229 Basalto Trasvase Este-Oeste Manacal-Castellanos 5894 8288 1,41 3173 1711 5206 Caliza masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5636 8432 1,50 2928 1764 6470 Caliza blanco crema masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5695 8327 1,46 2951 1756 6020 Serpentinita pardo-verdosa Trasvase Este-Oeste Guaro-Manacal 6300 8334 1,32 3334 1707 4528 Aleurolitas Trasvase Este-Oeste Castellanos –Monacal 6613 7883 1,19 2332 2011 4970 Aleurolitas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Tunel 2 6606 8188 1,24 3363 1729 3181 Esquistos verdes Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 5649 8366 1,48 2944 1757 4017 Calizas arcillosas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 6166 8254 1,34 3115 1745 4838 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral De manera análoga se muestran en la tabla 6 los principales parámetros de la onda de presión refractada en las litologías en investigación utilizando cargas desacopladas con espacio radial de aire. Obtenidos los parámetros principales de la onda refractada a la roca se realizó la modelación del campo tenso-deformacional producido por la voladura de la carga (compacta y desacoplada) en el macizo rocoso alrededor del barreno para todas las litologías en estudio. Para ello también se elaboraron los programas informáticos CamTensCompacta y CamTensDesacoplada en Excel sobre Windows XP (Sargentón , 2007c). En las tabla 7 se presentan los valores de los esfuerzos de comprensión ,tracción y al cortante obtenidos mediante la modelación del campo tenso-deformacional en gabro con cargas compactas de tectron 100 de 42 mm de diámetro a partir de las características de esta sustancia explosiva (ULAEX S.A.,1999 y ULAEX S.A.,2003) y en el ANEXO 9A, tablas 1,2,3 y 4, se exponen los resultados de los cálculos de la modelación de dicho campo con cargas compactas en las otras litologías que se investigan. En las figuras 12 y 13 se muestran los gráficos de las curvas de extinción de las tensiones radiales, al cortante y tangenciales para el caso de cargas compactas en los gabros y las calizas masivas del tramo de túnel Ojo de Agua- Serones . En la tabla 1 del ANEXO 10 aparecen los parámetros del campo tenso- deformacional (radio de trituración Rt , radio de agrietamiento R g y radio de descostramiento Rd , línea de menor resistencia W ) generado por cargas compactas en barrenos de 42 mm de diámetro en todas las litologías en estudio. Además se modeló el campo tenso-deformacional producido por cargas desacopladas de tectron 100 de 32 mm en gabro, los valores de los esfuerzos a compresión, tracción y al cortante se muestran en la tabla 8 , y en el ANEXO 9B, tablas 1,2,3,4 y 5 los resultados de los cálculos de la modelación de dicho campo con cargas desacopladas en las otras litologías que se investigan, la representación de las curvas de extinción de las tensiones radiales, al cortante y tangenciales con cargas desacopladas en los gabros y las calizas masivas se muestran en las figuras 14 y15. En las figuras 1 y 2 del ANEXO 9 se muestran los gráficos de las curvas de extinción de las tensiones radiales, al cortante y tangenciales para el caso de cargas M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral bla 6 Parámetros de la onda de presión, producida por una carga desacoplada en las diferentes litologías presentes en las minas y trasvases en investigación Parámetros de la onda refractada a la roca Tramo,excavación Mina, Trasvase Litologías Nº 3 Pb, MPa. Pr, MPa. Kref ρr,kg/m Vroca,m/s Vfrente,m/s I.1 Cromita Mercedita Galeria de corte 415 672 1,62 3832 44 5242 I.2 Serpentinita. Mercedita Socavón M-1 415 543 1,31 2583 76 3721 I.3 Peridotito Mercedita Socavón M-1 415 592 1,43 2903 63 4293 I.4 Dunita Mercedita Galería nivel principal 415 672 1,62 2687 63 4622 I.5 Gabro Mercedita Galería nivel principal 415 611 1,47 2905 58 4788 II.1 Dunitas Amores Socavón A-1 415 588 1,45 2827 61 4619 II.2 Harzburgita Amores Socavón A-1 415 553 1,33 2848 73 3559 II.3 Serpentinita Amores Socavón A-1 415 592 1,43 2903 63 4293 II.4 Cromita Amores Socavón A-1 415 675 1,63 3981 42 5406 III.1 Porfirita andesiticas El Cobre Galería principal nivel +30 415 809 1,50 2779 56 5346 III.2 Tobas andesíticas El Cobre Galería principal nivel +30 415 598 1,46 2723 60 4896 III.3 Areniscas tobaceas El Cobre Galería principal nivel +30 415 622 1,47 2722 59 5065 IV.1 Tobas Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 415 614 1,48 2947 59 4665 IV.2 Aglomerados Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 415 639 1,30 2908 76 3261 V.1 Gabro Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 830 2,00 2870 62 4467 V.2 Basalto Trasvase Este-Oeste Manacal-Castellanos 415 596 1,44 2870 62 4451 V.3 Caliza masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 830 2,00 2735 53 5784 V.4 Caliza blanco crema masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 619 1,49 2726 54 5612 V.5 Serpentinita pardo-verdosa Trasvase Este-Oeste Guaro-Manacal 415 830 2,00 2916 71 3662 V.6 Aleurolitas Trasvase Este-Oeste Castellanos -Manacal 415 510 1,23 1991 84 4068 VI.1 Aleurolitas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Tunel 2 415 530 1,28 2819 79 3217 VI.2 Esquistos cloríticos Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 415 626 1,51 2737 55 5564 VI.3 Calizas arcillosas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 415 569 1,37 2758 69 3992 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Tabla 7 Modelación de los campos tenso-deformacional Cargas compactas de tectron 100.Compactada a un diámetro de 42 mm Trasvase Este –Oeste. Primera Etapa :Melones-Sabanilla Túnel :Yagrumal _Guaro Frente: Ojo de Agua –Serones Datos iniciales Litologia Gabro 3 ρo 2830 Kg/m Kdt 3,32 VLD [σ ] [σ ] e comp e trac 4587 m/s 97,4 MPa [σ ] [σ ] [σ ] d tracc 12,75 MPa e cort 11,17 MPa d cort 3,84 MPa 78,16 1150 Kg/m3 Campo deformacional 4400 m/s Rtrit 0,1603 740 Kcal/kg 0,8270 Rg Rdesc 0,042 m. 2,0133 0,042 m. W 1,4202 1650 Kg/m3 1360 Kcal/kg 8270,03 MPa RCE 0,01293 C1 0,38597 C2 -0,00221 Cálculo del campo-tenso deformacional σcmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa r,m r 0,1035 8,00 450 166 142 0,1164 9,00 382 140 121 0,1244 9,62 348 127 110 0,1293 10,00 329 120 105 0,1603 12,40 244 87 78,16 0,2586 20,00 125 43 41 0,3880 30,00 71 23 24 0,5173 40,00 47 14 17 0,5481 42,38 44 12,75 15 0,8270 63,95 40 10 15 0,9053 70,00 37 8 14 1,0346 80,00 32 7 13 1,1639 90,00 28 5 11 1,2932 100,00 25 4 10 1,5519 120,00 19 2 8 1,8105 140,00 15 1 7 2,0133 155,68 12,75 1 6 ρSE Vd QSE dc db ρTEN QTEN Pr M.Sc. Gilberto Sargentón Romero MPa m. m. m. m. 44 �Tesis Doctoral Curvas de extinción de las componentes radiales,tangenciales y al cortante del campo tensional 240 1- Tensión radial 2- Tensión tangencial 3- Tensión al cortante 4- Límite de resistencia dinámica al cortante 5- Límite de resistencia dinámica a la tracción 220 200 Tensión,MPa 180 160 140 1 2 4 120 100 80 3 60 40 5 20 0 0 15 30 45 60 75 90 Distancia relativa,r Curvas de extinción de las componentes radiales y tangenciales del campo de tensiones 150 1 Tensión radial 2 Tensión tangencial 3 Límite de resistencia dinámica a la tracción 135 Tensión,MPa 120 105 90 1 75 60 2 45 30 3 15 0 0 20 40 60 80 100 Distancia relativa,r Curvas de extinción de las componentes radiales y al cortante del campo de tensiones 1 Tensión radial 2 Tensión al cortante 3 Límite de resistencia dinámica al cortante 160 140 Tensión,MPa 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Distancia relativa,r Figura 12 Curvas de extinción del campo tensional producido por una carga compacta de tectrón 100.Litología: Gabro. Frente: Ojo de Agua-Serones. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Curvas de extinción de las componentes radiales y al cortante. 300 270 240 1- Tensión radial 2- Tensión al cortante 3- Límite de resistencia dinámica al cortante Tensión,MPa 210 180 150 120 90 1 60 30 0 3 2 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 Distancia relativ a Curv as de extinción de las componentes radial y tangencial del campo de tensiones 195 180 165 1- Tensión radial 2- Tensión tangencial 3- Límite de resistencia dinámica a la tracción Tensión,MPa 150 135 120 105 90 75 60 45 3 15 0 1 2 30 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Distancia relativa Curv as de extinción de las componentes del campo tensional 250 1 2 3 4 5 225 200 175 150 Tensión radial Tensión tangencial Tensión al cortante Límite de resistencia dinámica al cortante Límite de resistencia dinámica a la tracción 125 100 3 1 2 75 4 50 25 0 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Distancia relativ a Figura 13 Curvas de extinción del campo tensional producido por una carga compacta de tectrón 100. Litología: caliza masiva. Frente: Ojo de Agua-Yagrumal. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Tabla 8 Modelación del campo tenso-deformacional Trasvase Este –Oeste Sustancia explosiva :Tectron 100 Ǿ 32 mm Tramo : Yagrumal – Guaro Datos Cargas desacopladas con espacio radial de aire Litologia Gabro ρo 2830 Kg/m3 Kdt 3,32 VLD 4587 m/s [σ ] [σ ] e comp 97,40 MPa e trac 3,84 1150 4400 740 0,032 0,042 1500 1010 6700 0,149 3 2,00 0,386 -0,0022 0,016 0,012 0,021 1,75 5566 2783 415 830 ρSE Vd QSE dc db ρTrotil QTrotil VTrotil (Vc/Vb)γ N Kref C1 C2 Rc Rce Rb R⋅ Pfrente onda Pprod explos Pcamcarg Pr r, m r 0,024 0,043 0,048 0,063 0,072 0,084 0,096 0,108 0,120 0,180 0,240 0,336 0,388 0,480 0,558 0,600 0,935 2,0 3,6 4,0 5,2 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 15,0 20,0 28,0 32,3 40,0 46,5 50,0 78,0 MPa Kg/m3 m/s Kcal/kg m. m. Kg/m3 Kcal/kg m/s [σ ] [σ ] [σ ] d trac 12,75 MPa e cort 11,17 MPa d cort 78,16 MPa Rtrit Rgu Rga Rd Wcalc Γ 0,063 0,558 0,336 0,935 0,746 m. m. m. m. m. 3,5 m. m. MPa MPa MPa MPa Ρr Vr Vf 2872 Kg/m3 66 m/s 4472 m/s σrmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa 717 273 222 377 143 117 334 126 104 250 94 78,16 214 80 67 181 67 57 156 57 49 137 50 43 122 44 39 78 28 25 57 19 19 39 13 13 34 10,57 12 27 6 8 23 6,38 8 21 5,73 8 12,75 3 5 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 46 �Tesis Doctoral Curvas de extinción de las componentes radiales, al cortante y tangenciales del campo de tensiones 200 1 2 3 4 5 180 160 140 120 100 Tensión radial,MPa Tensión tangencial,MPa Tensión al cortante,MPa Límite de resistencia dinámica al cortante,MPa Límite de resistencia dinámica a la tracción,MPa 1 80 4 60 2 40 3 20 0 5 0 10 20 30 40 50 60 Distancia relativ a, r Curvas de extinción de las componentes radiales y tangenciales del campo de tensiones 120 1 Tensión radial,MPa 2 Tensión tangencial,MPa 3 Límite de resistencia dinámica a la tracción,MPa 100 80 1 60 2 40 20 3 0 0 10 20 30 40 50 60 Distancia relativ a, r Curvas de extinción de las componentes radiales y al cortante del campo de tensiones 200 1 Tensión radial,MPa 3 Tensión al cortante,MPa 4 Límite de resistencia dinámica al cortante,MPa 180 160 140 120 100 1 3 80 60 2 40 20 0 0 10 20 30 40 50 60 Distancia relativ a, r Figura 14 Curvas de extinción del campo tensional producido por una carga desacoplada de tectrón 100. Litología: gabro. Frente: Ojo de Agua-Serones. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 47 �Tesis Doctoral Curvas de extinciaón de las componentes radiales ,tangenciales y al cortante del campo de tensiones 150 135 Tensión , MPa 120 2 105 1 90 1 2 3 4 5 Tensión radial,MPa Tensión tangencial,MPa Tensión al cortante,MPa Límite de resistencia dinámica al cortante ,MPa Límite de resistencia dinámica a la tracción,MPa 75 4 60 45 3 30 15 0 5 0 10 20 30 40 50 60 70 Distancia relativa,r Curvas de extinciaón de las componentes radiales ,tangenciales y al cortante del campo de tensiones 150 135 1 Tensión radial,MPa 2 Tensión al cortante,MPa 120 3 Límite de resistencia dinámica al cortante ,MPa Tensión , MPa 105 1 90 75 3 60 45 2 30 15 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Distancia relativa,r Curvas de extinciaón de las componentes radiales ,tangenciales y al cortante del campo de tensiones 1 Tensión radial 2 Tensión tangencial 3 Límite de resistencia dinámica a la tracción 90 Tensión , MPa 75 2 1 60 45 30 3 15 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Distancia relativa,r Figura 15 Curvas de extinción del campo tensional producido por una carga desacoplada de tectron 100. Litología: Caliza masiva. Frente: Ojo de Agua-Yagrumal. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 48 �Tesis Doctoral compactas en basaltos , serpentinitas pardo-verdosa y calizas masivas del tramo de túnel Manacal-Castellanos. En la tabla 2 del ANEXO 10 se presentan los parámetros del campo tensodeformacional al modelar este tipo de cargas en las litologías en estudio. III.5 Mecanismo de rotura de las rocas en los cueles. Análisis teórico. Los criterios utilizados para el diseño y la ejecución de estos cueles se han basado fundamentalmente en la generalización de la experiencia práctica, en los métodos de analogía y en diferentes clasificaciones, entre las que cabe destacar la clasificación del profesor M.M.Protodiaconov. Sin embargo, dada la complejidad de las excavaciones subterráneas y las condiciones ingeniero-geológicas en que se laborean las mismas en la actualidad no es posible la elaboración de proyectos utilizando solamente los métodos y criterios señalados. La efectividad alcanzada actualmente en el diseño y ejecución de los trabajos de perforación y voladura puede ser mejorada por la vía de la aplicación de otros métodos que se fundamenten más en la teoría de la física de la fragmentación de rocas por voladura y en la modelación de los fenómenos y procesos que en la misma se producen. A partir de estas premisas en este acápite se exponen criterios más avanzados para el diseño, el cálculo y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas de sección transversal pequeña y mediana. La investigación realizada parte de la concepción de modelar teóricamente el proceso de arranque de las rocas para el laboreo de excavaciones subterráneas con las secciones señaladas y mediante voladuras experimentales realizar las correcciones pertinentes, descubrir las regularidades que rigen el mecanismos de rotura de las rocas en los cueles rectos triturantes con barrenos de compensación y establecer las ecuaciones teóricas , empíricas o semiempíricas para el diseño y la ejecución de estas voladuras. III.5.1 Cueles rectos cilíndricos. Diferentes autores han investigado el proceso de rotura de las rocas mediante voladura en los cueles rectos o triturantes (Janukaev,1962; Shemiakin, 1963,2006;Drukovany et al,1964; Lijin et al, 1973; Mindely, 1974; Langefors et M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 49 �Tesis Doctoral al ,1976; Shapiro ,1985,1987,1988,1989; Lukianov y Gromov 1999; Egorov et al, 2000 ;Hoek y Brown, 1980;Hoek, 2007a entre otros). Sin embargo aun no existe una metodología que describa este proceso, lo cual se confirma con el hecho de que no se considera posible la modelación de los macizos agrietados por el incipiente desarrollo de la teoría de la física de los medios discontinuos o discretos y por ello se estima que ninguna de las teorías existentes es capaz de dar el tratamiento adecuado a la rotura de las rocas en el cuele recto o triturante con barreno de compensación. Es evidente que el incremento de la efectividad de los trabajos de voladura se relaciona en gran medida con el fundamento teórico - experimental del mecanismo de rotura de las rocas en este tipo de cuele. Sin embargo, las expresiones de cálculo existentes son empíricas o semiempíricas por lo que dependen mucho de las condiciones en que fueron deducidas. Los criterios existentes elaborados en base a la generalización de los resultados de la práctica productiva y de experimentos de polígono y a escala productiva se sintetizan a continuación. Lijin et al (1973) señala que la distancia entre los centros de los ejes del barreno y el taladro no debe ser mayor de a = (0,7 ÷ 0,8)Dtaladro (115) Pero nunca debe de ser mayor que el diámetro del taladro Dtaladro Langefors et al (1973) al explicar el mecanismo de rotura de las rocas en los cueles paralelos (rectos o triturantes) expone las condiciones generales de ejecución de estos cueles, pero además señala que la apertura del cuele es realizada de tal forma, que cuando las cargas del primero, segundo y siguientes barrenos detonan, la roca arrancada sea lanzada fuera del cuele. Como se aprecia este investigador plantea al menos dos condiciones necesarias y suficientes: la rotura de los tabiques que separan a los barrenos cargados del taladro vacío de forma progresiva y la limpieza de la cavidad de cuele y como condición fundamental la expresión (11) señalada en el capítulo I. Cuando se cumple esta condición se produce una voladura limpia, cuando no se cumple la misma o se produce sólo rotura o deformación plástica. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 50 �Tesis Doctoral La otra condición que establece es la magnitud de la carga para una rotura completa expresión (9). Noskov et al (1982) al explicar el papel que cumple el espacio de compensación para el desplazamiento de la roca triturada por la voladura de la carga de sustancia explosiva en el barreno contiguo señala que el espesor del tabique de roca depende de la fortaleza de esta y su magnitud debe ser igual al diámetro del taladro o barreno vacío, si este es un taladro la distancia entre los ejes se determina por la expresión (34) Y la concentración de sustancia explosiva por metro de barreno se determina por la expresión (35). En rocas blandas recomienda además aumentar el espesor del tabique hasta 2-3 diámetros de la perforación vacía. Kutuzov et al (1988,2000) considera que la principal desventaja del cuele recto cilíndrico es que se alcanza una expulsión de la roca de la cavidad de cuele en el rango del (40-60)% y recomienda una distancia entre los barrenos de cuele igual a 10-20 cm. Bubok et al (1981) distingue como una de las desventajas del cuele recto cilíndrico la limpieza incompleta de la cavidad de cuele recomienda asumir la distancia entre los barrenos igual a dos o tres diámetros de los mismos. Además plantea como criterio para determinar la cantidad de barrenos el coeficiente de fortaleza de Protodiáconov . Doronin (1983) realiza las siguientes recomendaciones: seleccionar la cantidad de barrenos de cuele en función de la fortaleza de las rocas y a partir de este coeficiente plantea asumir la distancia entre el barreno cargado y el taladro vacío en dependencia las condiciones (37) y (38). Gredeniuk et al (1983) al explicar la voladura de taladros en el laboreo de contrapozos señala que el trabajo de la primera carga ocurre en condiciones muy difíciles, y que la distancia entre los centros del barreno de cuele y el taladro vacío depende de sus diámetros respectivos. Considera que con la voladura del primer barreno de cuele una gran parte de la roca fragmentada de la cavidad de cuele se desplaza en dirección al taladro de compensación y es recomprimida y que después de la voladura de la carga del segundo barreno de cuele el aplastamiento (recompresión) no es eliminado, e incluso aumenta algo, llenando toda la cavidad que se formó con la voladura del primer M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 51 �Tesis Doctoral barreno de cuele. La cavidad de cuele creada después de la voladura del segundo barreno adquiere la forma claramente definida de un triángulo. La voladura del tercer barreno de cuele, aumenta el área y el volumen de rocas fragmentada pero tampoco elimina el aplastamiento. En opinión de este autor la redescompresión de la masa rocosa comienza con la voladura de la carga del cuarto barreno de cuele. El paso del arranque con aplastamiento a la voladura limpia con un aumento de la distancia entre los barrenos ocurre en forma de salto. Los recortes ocurren solamente cuando el volumen de la cavidad que se forma después de la voladura sobrepasa el volumen volado en 1,25 y más veces y se determinan a partir de la condición (39). Señala que la distancias entre los primeros barrenos de cuele sea determinada por la expresión (40). El análisis de las consideraciones de los diferentes autores permite plantear que no se efectúa hasta el nivel de ingeniería la determinación de los parámetros de las voladuras en los frentes de avance, a partir de la valoración físico-matemática del estado tenso-deformacional de las rocas alrededor de la cámara de la carga. Las investigaciones realizadas por el autor de esta tesis (Sargentón, 1994,1997,2004) , permitieron la determinación, a partir de la esencia física de la acción de la explosión sobre el medio y la modelación físico – matemática de los parámetros de la onda de choque y de los campos de tensiones y de deformaciones que ella genera en el macizo rocoso y utilizando diferentes explosivos , de los parámetros principales para el diseño del cuele en cuña: distancia entre los pares de barrenos de cuele ac , la línea de menor resistencia (LMR) W y la distancia mínima entre los extremos de los barrenos por el fondo bc . Las mismas sirvieron de premisas para las investigaciones relacionadas con los cueles paralelos o rectos, a los que se denomina en este trabajo cueles triturantes, en virtud de que se toma como criterio fundamental de diseño, la acción de trituración que realizan sobre el tabique de rocas situado entre los barrenos cargados y el taladro vacío, que prácticamente coincide con la zona o cilindro de trituración. Lo señalado se relaciona estrechamente con las principales peculiaridades de la voladura de estos cueles al laborear excavaciones subterráneas: la perpendicularidad de los barrenos respecto al frente de excavación, el M.Sc. Gilberto Sargentón Romero paralelismo tanto de los 52 �Tesis Doctoral barrenos cargados del cuele entre sí como respecto al taladro de compensación vacío y la proximidad entre ellos. El mecanismo de rotura de este tipo de cuele se explica al menos a partir de los principios de utilizar el taladro vacío cercano como cara o cavidad libre y triturar el tabique de separación entre este y el barreno cargado. Pero los principios señalados en el párrafo anterior representan la condición necesaria pero no suficiente, se precisa de una segunda condición, que la roca triturada sea expulsada, es decir los gases de la explosión limpien el cuele. Por lo tanto son necesarios los dos agentes fundamentales: la onda de tensiones de compresión –tracción y al cortante y la acción de burbuja de los gases. Las dimensiones geométricas del área de trituración de los cueles rectos cilíndricos con un taladro de compensación se muestran en la figura 16. y el tabique de rocas a triturar se representa en la figura 17. Para el caso del cuele cilíndrico con dos taladros de compensación la representación geométrica del mecanismo de rotura se muestra en la figura 18. La descripción de su mecanismo se asemeja al del cuele cilíndrico con un taladro de compensación, pero también presenta sus particularidades. En este caso no solo se precisa de la rotura del tabique de rocas que se encuentra entre el barreno cargado y los taladros vacíos, si no también de la rotura del tabique entre los taladros vacíos. Y se dispone de mayor área para el desplazamiento de la roca triturada hacia la cavidad de compensación. III.6 Mecanismo de rotura de las rocas por la acción de cargas que actúan al unísono. El valor optimo de la distancia entre los ejes de las cargas contiguas en una fila de cargas a op se determina de la condición de obtención de un corte continuo entre las cargas vecinas en las filas como resultado de la superposición de las componentes tangenciales de las ondas de tensión , provocadas por la explosión de estas cargas. Aquí el límite de resistencia dinámica a la tracción debe ser superado por el valor suma de las amplitudes de las componentes tangenciales de las ondas en toda la longitud entre los ejes de las cargas vecinas: 2 ∑σ ti [ ] = σ t 1 (r , t ) + σ t 2 (a − r , t ) ≥ σ td (116) i =1 Donde t – tiempo transcurrido desde el momento de la explosión. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 53 �Tesis Doctoral Figura 16 Representación geométrica del área de trituración de las rocas en el cuele recto o de trituración. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Figura17. Tabique de rocas a triturar entre el barreno cargado y el taladro de compensación. Caso : Litología – gabro. Sustancia explosiva Tectron 100.Túnel Ojo de Agua –Serones M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Figura 18 Representación del mecanismo de fragmentación de las rocas en el cuele cilíndrico con dos taladros de compensación. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral El máximo valor de la distancia entre los ejes de las cargas vecinas se obtiene de la [ ] condición de igualdad entre el límite de resistencia dinámica a tracción σ td y la magnitud suma de la máxima amplitud de las componentes tangenciales de las ondas de tensión que se encuentran en el centro entre las cargas vecinas 2 ∑σ i =1 t max [ ] ⎛a ⎞ = 2σ t max ⎜ max ⎟ = σ td ⎝ 2 ⎠ (117) Con ello se supone que la explosión de las cargas en la fila ocurre al unísono y no se tiene en cuenta la influencia de otras ondas que puedan actuar. El cálculo de la distancia racional ap se realiza por uno de los métodos de aproximaciones sucesivas o grafoanalíticamente tomando como primera [1] = amax , por la fórmula (120). Para este valor a [ap1] = a max se aproximación aap comprueba la condición de corte entre las cargas vecinas (121) para una distancia a r* ( ≤ r* < a) por la línea de cargas, a la cual el valor suma 2 2 ∑σ t es mínimo, pero i =1 sobrepasa el límite de resistencia a tracción dinámica (Otaño,1983) (figuras 19 y 20), es decir: [ ] ⎞ ⎛ 2 ⎜ ∑ σ t ⎟ ≥ σ td ⎝ i =1 ⎠ min (118) Con esta condición se logra el corte por la línea de unión de las cargas de tal forma que el contorno obtenido sea lo más cercano posible al proyectado y se obtenga un mínimo de sobre excavación. III.6.1 Mecanismo de rotura de los cueles rectos en ranura (cremallera) Un caso particular de mecanismo de rotura de cargas que actúan simultáneamente son los cueles rectos en ranura, los cuales pueden presentarse en dos variantes: con taladros vacíos de compensación y con barrenos vacíos de compensación. En la primera variante la ranura se forma mediante la rotura (trituración) del tabique entre el barreno cargado y los taladros vacíos contiguos, el desplazamiento de las rocas hacia las cavidades de compensación (taladros vacíos) y su expulsión de la cavidad de cuele por el empuje de los gases de la explosión.(figura 21). En el segundo caso , es decir con barrenos de compensación , la cavidad de compensación de estos es muy limitada y por lo tanto la roca triturada en su totalidad no se puede desplazar hacia la cavidad de compensación ,es por ello que el criterio M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Figura 19. Determinación de la distancia racional entre cargas en la voladura de contorno M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Figura 20a Gráfico esquemático para determinar la distancia r* Campo tensional generado por dos cargas aisladas y la accióon conjunta de ellas.trasv ase esteOeste.Túnel Ojo de Agua-Serones.Litología:Gabro. 160 1- Tensión generada por la carga 1 2- Tensión generada por la carga 2 140 3- Campo tensional generado por ambas cargas,MPa 4- Límite de resistencia dinámica a la tracción,MPa 120 100 80 60 40 20 3 2 0 0,0 d 4 st 1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Distancia al centro de la carga,m Figura 20b Gráfico para determinar la distancia r* en el caso de la litología gabro M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 95 �Tesis Doctoral que considera el desplazamiento de las rocas hacia esta cavidad no se cumple , es por ello que los barrenos de compensación solo cumplen la función de barrenos guías en la formación de la ranura de corte que se crea por la línea de unión de los centros de los mismos. La distancia entre los centros de los barrenos cargados y vacíos está determinada por el radio de trituración.(figura 22). III.7 Modelación de las discontinuidades del macizo rocoso (agrietamiento) Las expresiones para modelar el campo tensional alrededor de la carga explosiva se conciben a partir de considerar al medio rocoso como homogéneo, isótropo y continuo. Sin embargo hay que tener en cuenta las características geo-estructurales del macizo rocoso, en particular el agrietamiento. Las investigaciones realizadas al respecto por Seinov (1964,1974) establecen la influencia de la dimensión de las gritas y las propiedades de su relleno sobre el grado de fragmentación del medio rocoso detrás del plano de grietas. En el caso de grietas abiertas cuya abertura sobrepase el valor de la amplitud de desplazamiento del medio la onda prácticamente se refleja en su totalidad desde la superficie libre , en este caso desde la grieta. En aquellos casos en que la abertura de las grietas es menor que la amplitud de desplazamiento del medio ocurre una caída de la energía de la onda a consecuencia de la perdida en la reflexión y la dispersión, la que está determinada por los parámetros de las grietas, y la orientación de éstas respecto a la dirección de la explosión. Seinov establece un modelo lineal de dependencia entre la abertura de las grietas y la perdida de energía. Turuta et al (1974) investigó las particularidades de la transmisión de la energía de la explosión en rocas agrietadas y estableció que al pasar a través de una grieta la velocidad de desplazamiento en la onda de tensiones pasante varía según la dependencia: r i V pasante = V2 K l Donde: (119) V2- velocidad de desplazamiento en un medio monolítico; r- distancia recorrida por la onda; M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 96 �Tesis Doctoral Figura 21. Mecanismo de rotura del cuele de ranura con taladros de compensación. Figura 22. Mecanismo de rotura del cuele de ranura con barrenos de compensación. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 97 �Tesis Doctoral l- tamaño del bloque (disyunción); K- coeficiente, que considera la caída de tensión a consecuencia de la diferencia de rigidez acústica del material del bloque y del relleno de la grieta, se determina por la fórmula: Vrelleno ρ relleno VLD ρ o K= ⎛V ⎞ ρ 1 + ⎜⎜ relleno relleno ⎟⎟ ⎝ VLD ρ o ⎠ 4 donde : Vrelleno , ρ relleno y VLD , ρ o - (120) representan la rigidez acústica respectivamente del relleno de las grietas y del material del bloque Por otro lado, Azarkovich et al (1984), plantean ciertas insuficiencias de las clasificaciones de los macizos rocosos según su agrietamiento, la principal de ellas es que no considera la abertura de las grietas, de cuyo parámetro depende la extensión de los esfuerzos generados por la voladura y la resistencia del macizo a los esfuerzos externos, además de que no considera la orientación del sistema de grietas predominante respecto a la orientación de los esfuerzos generados por la voladura. Respecto a esta problemática Riats y Chernishev (1970) proponen una clasificación de los macizos por el grado de agrietamiento, que considera simultáneamente la densidad de la red de grietas (blocosidad) y la oquedad de las grietas en el macizo, que evidentemente da un enfoque equivalente a considerar simultáneamente la distancia entre grietas y su abertura. Shuifer y Azarkovich (1982) proponen una dependencia entre la velocidad de propagación de las ondas elásticas en el macizo (Cm) y en testigos (CLt) y la oquedad de las grietas en el macizo Cm = C Lt 1 (1 − nl ) ; (121) n 1 + 400 l 1 − nl donde : nl – oquedad lineal de grietas en el macizo La magnitud del coeficiente nl puede ser determinada por la expresión nl = Δe (122) de donde : Δe – abertura de la grieta de – distancia media entre grietas M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Baron y Kliuchnikov (1967) para modelar el agrietamiento proponen el coeficiente monolítico relativo Kmon , que para las rocas monolíticas toma el valor de 1 , para las fuertemente agrietadas el valor de 0 y para el valor intermedio 0,5, a partir de este coeficiente y el espaciamiento entre grietas clasifican a las rocas en tres grupos. Esta clasificación establece rangos de variación del espaciamiento muy amplios por lo que también el valor del coeficiente está restringido a estos valores. Además proponen tres casos de disposición relativa de la superficie libre, la superficie de las grietas y la dirección de la onda de tensiones , es decir cuando γ = 020º; γ = 20º-70º y cuando γ = 70º-90º.Las mejores condiciones para el contorneado se producen en el último caso y las peores en el segundo. Esta clasificación también es muy restringida. En ambos casos y a partir de los estudios de agrietamiento y de la valoración de las características mecánico-estructurales de los macizos rocosos cubanos más jóvenes que los europeos, con tectónica más compleja y agrietamiento más intenso, se propone ampliar la cantidad de rangos y establecer coeficientes que tengan en cuenta tanto el espaciamiento de las grietas como la dirección de la onda de choque respecto a la superficie libre. Ambas clasificaciones de establecen en las tablas 15 y 16 del subacápite III.8.5 y se representan en la figura 23. III.8 Criterios para el diseño, el cálculo y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas. Introducción. En este acápite se exponen los criterios para el diseño, el cálculo y la ejecución de los trabajos de perforación y voladura en el laboreo de excavaciones subterráneas mineras e hidrotécnicas de pequeña y mediana sección transversal. Los mismos fueron elaborados a partir de los resultados alcanzados tanto por la modelación matemática del proceso físico de la fragmentación de las rocas por voladura y de su validación mediante trabajos experimentales en diferentes excavaciones subterráneas, y también mediante la generalización de la experiencia acumulada en el laboreo de este tipo de excavaciones. Los criterios se establecen para el conjunto de barrenos en el frente, que incluye los tipos de barrenos por sus funciones: de cuele, ayudantes de cuele, de arranque, ayudantes de contorno y contorno. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Tabla 9 Coeficiente de agrietamiento relativo del macizo Kg Nº Clasificación Espaciamiento,m Kg 1 Muy poco agrietado 1-1,5 1,0 2 Poco agrietado 0,8 -1,0 0,95 3 Agrietamiento medio 0,6-0,8 0,90 4 Muy agrietado 0,4-0,6 0,85 5 Fuertemente agrietado 0,2-0,4 0,80 6 Extraordinariamente agrietado 0,1-0,2 0,70 Tabla 10 Coeficiente de influencia de la orientación del sistema de agrietamiento principal respecto a la superficie libre y a la dirección de la onda de choque.(Koch). Nº Ángulo γ Koch 1 0-10 0,45 2 10-25 0,55 3 25-50 0,70 4 50-75 0,85 5 75-90 1,00 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Figura 23 Casos de disposición relativa de la superficie libre (S.L.) , la superficie de las grietas (S.G.)y la dirección de la onda de presión (D.O.P.) a) 0 ≤ γ 〈10 b) 10 ≤ γ 〈 25 c) 25 ≤ γ 〈50 d) 50 ≤ γ 〈75 y e) 75 ≤ γ ≤ 90 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Debido a la amplia utilización de los cueles rectos cilíndricos con barrenos de compensación se plantean los principios de cálculo de este cuele en sus dos variantes: con uno y dos taladros de compensación, además se describe el mecanismo de rotura de las rocas en ese tipo de cuele tomando como base teórica la acción de la explosión sobre el medio rocoso. III.8.1 Principios generales. El primer principio es concebir el diseño de cada grupo del conjunto de barrenos en dependencia de su función y de las condiciones en la que se producirá la acción de la explosión sobre el medio rocoso. En base a ello se puede señalar que la función de cada grupo de barrenos es decisiva. Si con la voladura de los barrenos de cuele se alcanzan las dimensiones adecuadas de la cavidad de cuele se crearán las condiciones suficientes y necesarias para lograr el máximo avance dada la incidencia directa de este grupo de barrenos sobre este indicador. Por sus particularidades la caracterización del mecanismo de fragmentación de las rocas en el cuele tiene connotación fundamental. A diferencia de los criterios existentes para el diseño de los trabajos de perforación y voladura en el laboreo de excavaciones subterráneas de sección transversal pequeña y media, que se han fundamentado en la generalización de los resultados obtenidos de la práctica y de voladuras experimentales, la nueva concepción que se expone en esta tesis consiste en el diseño de los parámetros de los grupos del conjunto de barrenos sobre la base de la acción de la explosión sobre el medio rocoso. III.8.2 Criterios para el diseño y el cálculo de los parámetros de los barrenos de cuele. Debido a la particularidad de este grupo de barrenos, como se señaló anteriormente, es necesario antes de presentar los criterios para el diseño de los mismos precisar los aspectos fundamentales de su mecanismo de rotura. A partir de la clasificación general principal de los cueles reconocida por los diferentes investigadores de la temática: cueles inclinados, cueles rectos y cueles combinados, el autor de esta tesis doctoral plantea una nueva clasificación de los cueles en base a la acción de la explosión sobre el medio rocoso. Es por ello que se plantea que los cueles inclinados, en el que se toma como caso clásico el cuele en cuña vertical, se diseña a partir de considerarlo como un cuele M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 101 �Tesis Doctoral separante o fragmentante, por lo que su mecanismo de rotura se fundamenta principalmente en la fragmentación de las rocas que se encuentran en la cavidad de cuele. En los cueles rectos, en los cuales se presentan como casos clásicos los cueles cilíndricos, el mecanismo de rotura tiene como fundamento la trituración del tabique que está situado entre el barreno cargado y el taladro vacío o de compensación, por lo que se consideran cueles triturantes. En los cueles combinados, como su nombre lo indica se combina tanto la acción fragmentante como triturante, por lo que se puede señalar que son cueles triturantefragmentantes. Para el cálculo de la estructura de los cueles se utilizó un enfoque metodológico único, en correspondencia con el cual el cuele es un esquema tecnológico tal de disposición de los barrenos y taladros, que con un desarrollo sucesivo de la voladura se garantiza la formación de una segunda superficie libre con una dimensión no menor de 1m, necesaria y suficiente para el posterior trabajo de los barrenos de arranque con línea de menor resistencia (LMR) constante (Wo). El esquema de desarrollo de la cavidad de cuele al aumentar el denudamiento desde una dimensión inicial H1 hasta la dimensión final Hk ≥1m, se ofrece en la figura 24a. Se observa que el coeficiente de proporcionalidad n entre la superficie libre Hi y el valor de la línea de menor resistencia (LMR) Wi caracteriza la volabilidad de las rocas, debido a que para la condición Hk = 1m es igual numéricamente a la línea de menor resistencia de los barrenos de arranque, por cuya magnitud, respecto al diámetro del barreno d, se valora la resistencia real del macizo a la acción de fragmentación de la explosión. En las figuras 24 b y 24c se muestran respectivamente el desarrollo del cuele recto triturante (cilíndrico) y el desarrollo del cuele en cuña, los cuales fueron diseñados y experimentados en gabros y tobas. III.8.2.1 Criterios para el cálculo de los principales parámetros de la estructura de los cueles rectos o triturantes. Los resultados de las investigaciones plantean al menos tres principios para el diseño de estos cueles, los cuales son los siguientes: • La trituración del tabique rocoso entre el barreno cargado y el taladro vacío o de compensación; M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 102 �Tesis Doctoral 24a- Desarrollo teórico 24b- Desarrollo del cuele cilíndrico 24 c.-Desarrollo del cuele en cuña Litología :gabro Litología :tobas Sustancia explosiva tectron 100 . Sustancia explosiva amonal. Figura 24 Desarrollo de la cavidad de cuele. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 103 �Tesis Doctoral • El desplazamiento de la roca triturada hacía el taladro de compensación; • La limpieza o expulsión de las rocas trituradas fuera de la cavidad de cuele. En la primera fase juega un papel fundamental la onda de tensiones, que es la encargada de la trituración del tabique rocoso. En las fases restantes el rol fundamental lo realiza el efecto de burbuja de la explosión, es decir la presión de los gases que permiten la evacuación de la roca triturada. Esta descripción cualitativa del mecanismo de rotura, permite establecer el primer criterio de proyección de las dimensiones de estos cueles que es el siguiente: Primer Criterio. B = Rtriturac + Dtaladro 2 (123) Esta expresión se expresa geométricamente en las figuras 16 y 17. Segundo Criterio. El volumen de la cavidad de cuele a formar debe de ser tal, que quepa en ella la roca triturada mullida. Es decir, la relación entre el volumen de la cavidad de cuele y el volumen de roca triturado sea igual al coeficiente de compensación, que a su vez puede ser considerado al coeficiente de esponjamiento de las rocas pero con cierto nivel de compactación, la mayoría de los investigadores sitúa el valor de este coeficiente en 1,25 a partir de la condición (39). En el caso del cuele recto con un barreno de compensación el volumen de trituración se determina según la figura 25. A partir de los parámetros: d b , Dtaladro y B por las expresiones siguientes Cos β = Rtaladro − Rb B h = B senβ ; α = 180 − β ⎡⎛ R + Rb ⎞ πR 2 β πR 2α ⎤ Atrituración = 2 ⎢⎜ taladro ⎟h − taladro − b ⎥ 2 360 360 ⎦ ⎠ ⎣⎝ Vtrituracion = Atrituraciónlbη 2 Vtaladro = πRtaladro l taladro (124) (125) (126) (127) (128) Entonces el volumen necesario de la cavidad de compensación será: M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Figura 25 Determinación del volumen del área de trituración M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Vcavcomp = (K mullido − 1)Vtrituración (129) Con este principio se garantiza el desplazamiento de las rocas trituradas hacia la cavidad de cuele formada por la voladura de este primer barreno cargado. Tercer Criterio. Consiste en garantizar la expulsión de la roca triturada y aplastada dentro de la cavidad de cuele. En este tipo de cuele la cavidad de cuele final se alcanza con el ensanchamiento paulatino de esta cavidad mediante la voladura consecutiva de los restantes barrenos de cuele con el retardo adecuado. Los parámetros principales que caracterizan el cuele recto con un taladro de compensación vacío son: la dimensión necesaria de la cavidad de cuele H, la cantidad de barrenos cargados N c arg ados , la cantidad de barrenos de compensación N comp y el volumen de la cavidad de cuele Vcuele. La cantidad de taladros de compensación en el cuele recto se determina por la expresión: ⎛ Vcavcomp ⎞ recto Ncomp = ENT ⎜ ⎟ +1 2 ⎝ 0,785Dtaladrol ⎠ (130) (Donde ENT- es la parte entera de la relación calculada La relación de iteración para los cueles rectos y las dependencias para la determinación de sus parámetros son las siguientes: H i +1 = 2 N recto c arg (N recto comp −1 )/ 2 B(1 + 2n ) i recto ⎧⎪4(k + 1), N comp = 1 ,2 ⎫⎪ =⎨ ⎬ recto ⎪⎩2(2k + 3), N comp = 3 ⎪⎭ recto Vcavcuele = H k2 .l.η (131) (132) (133) donde: i = 1,2,......, k k − es el paso final de la iteración n - es el índice de acción de la explosión El ciclo se repite hasta que H i +1 ≥1m M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral III.8.2.2 Cuele recto cilíndrico con dos taladros vacíos de compensación Se mantienen los mismos principios que se enunciaron para el cuele cilíndrico con un taladro vacío de compensación, pero la existencia de dos taladros vacíos de compensación facilita el desplazamiento de las rocas trituradas hacia la cavidad de compensación. La distancia desde el centro del barreno cargado hasta el centro de uno de los taladros vacíos se determina por la expresión (123). Sin embargo es necesario determinar también el otro parámetro decisivo que es la distancia entre los centros de los taladros vacíos htal , lo que significa el reconocimiento de la necesidad de triturar el segundo tabique de rocas el cual se encuentra entre los taladros vacíos. Es por ello que aquí además del criterio enunciado para el cuele cilíndrico con un taladro de compensación son necesarios otros criterios adicionales. Es decir la distancia entre el eje del barreno cargado y el eje de unión de los centros de los taladros vacíos será: Rtrit = ht (134) Y la distancia entre los centros de los taladros vacíos: htal = 2 2 Dtal − 4 Rtrit Dtal 2 = Dtal − 4 Rtrit Dtal 4 (135) Con ello se garantiza la trituración del tabique existente entre los taladros vacíos (figura 18), además se debe de cumplir el principio del desplazamiento de la roca triturada hacia las cavidades de compensación es decir según la expresión (39) y la expulsión por los gases de la roca triturada y comprimida dentro de la cavidad de cuele formada. III.8.2.3 Cueles en ranura o de cremallera Se puede presentar en dos variantes con taladros o barrenos de compensación En la primera variante la distancia entre los centros del barreno cargado y el taladro vacío se determinará por la expresión (123) (figura 21).Expresión similar a la que se propone para proyectar distancia entre el centro del barreno cargado y el taladro vacío en el cuele cilíndrico. En la segunda variante la cavidad de compensación no es suficiente para permitir el desplazamiento de la roca triturada hacia ella y se requiere de un esfuerzo adicional para lograr el desplazamiento de las paredes de la ranura creada con el cuele, cavidad adicional que favorece este desplazamiento (figura 22). M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Hi = 2 Rtrit + 4B 2 (136) III.8.3 Criterios para el cálculo de los principales parámetros de la estructura del cuele en cuña vertical. A partir de la generalización de investigaciones experimentales sobre el mecanismo de rotura de las rocas en los cueles en cuña (figura 26) en diferentes condiciones ingeniero-geológicas y de investigaciones realizadas por el autor (Sargentón,1997, 2005) se pueden plantear los principios de diseño de este cuele siguientes : • Se debe lograr la rotura de las rocas por el fondo de los barrenos (del cuele) • Debe lograrse el corte por la línea de unión de los pares de barrenos , de forma tal que se conformen las superficies laterales del cuele • Se debe fragmentar la masa rocosa dentro del cuele , con la granulometría adecuada que permita su expulsión de la cavidad del mismo • La limpieza de la cavidad de cuele, es decir que quede la cavidad de cuele lo más limpia posible, con lo cual quedaría formada la segunda superficie libre. Las dimensiones de este cuele son las siguientes: • Distancia entre fila de los pares de barrenos, a cuña • Distancia por el fondo entre los barrenos en la fila , bcuña • Distancia entre las bocas de los barrenos en la fila, Wcuña Las mismas se representan en la figura 27 Y se determinan por las expresiones: bcuña = 2rtrituración KagrietKsolape (137) a cuña = 2ragrietamiento K agriet K solape (138) Wcuña = 2(acuña − bcuña ) + bcuña kll α cuña = arccos (Wcuña − bcuña ) 2l b (139) (140) Donde: K agriet − Coeficiente que tiene en cuenta el agrietamiento del macizo rocoso K solape − el mismo tiene en cuenta el solape de las zonas de trituración y de agrietamiento del par de barrenos en el primer caso y de los barrenos situados en dos filas contiguas en el segundo caso ( ver M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 46 �Tesis Doctoral Figura 26 Mecanismo de rotura del cuele en cuña por la acción de la explosión. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Figura27 Esquema de disposición de los barrenos en el cuele en cuña. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral figura 26). Se asume para la zona de trituración igual a 0,9 y para la zona de agrietamiento igual a 0,5 k ll - coeficiente de llenado del barreno de cuele lbarreno - longitud del barreno de cuele, m Los parámetros principales que caracterizan la estructura del cuele son: • La dimensión necesaria de la cavidad de cuele según el principio del desarrollo de la cavidad de cuele y la figura anteriormente planteada se determina mediante la relación de iteración: H i = acuña .i (141) Donde : i – es el paso de iteración. El paso final de iteración se determina de la condición i = k ; H k = a cuña .k ≥ 1 (142) Y el sistema de ecuaciones para la determinación de los restantes parámetros de la estructura del cuele en cuña sería: N c arg ados = 2k N comp. = 0 (143) ⎛W + b ⎞ Vcuele = ⎜ cuña cuña ⎟acuña (k − 1).lηsenα cuña 2 ⎝ ⎠ En la tabla 1 del ANEXO 13 aparecen los parámetros teóricos y prácticos del cuele en cuña vertical para todas las litologías en estudio. III.8.4 Criterios para el diseño de los parámetros de los barrenos de arranque. Como se señaló en los epígrafes anteriores, a consecuencia de la voladura de los barrenos de cuele, se debe crear una cavidad suficiente y necesaria, que permita la formación de la segunda superficie libre, además una dimensión lineal de esta cavidad no menor de 1m, creadas estas condiciones, el diseño y el cálculo de los parámetros de los barrenos de arranque se realiza considerando la existencia de esa superficie libre y a semejanza con la voladura en un banco. En el caso de las excavaciones de sección transversal media y pequeña la voladura de los barrenos de arranque puede producirse con fondo libre y con fondo cerrado. La experiencia acumulada en la excavación de excavaciones subterráneas con frente adelantado confirma la obtención de ángulos de rotura del cráter de voladura de 90 grados y de 135 grados en la parte inferior (ver figura 28). M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Figura28 Mecanismo de rotura de los barrenos de arranque con fondo libre. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 46 �Tesis Doctoral Diversos autores señalan la necesidad de que los barrenos de arranque sean al menos un 10% menor que los de cuele, pero no argumentan el fundamento teórico de este criterio. En este trabajo se fundamenta teóricamente el principio, en virtud del cual se logra aumentar la efectividad del arranque de estos barrenos si se explosionan con fondo libre y consecuentemente se alcanza un mayor aprovechamiento de los mismos. La línea de menor resistencia se determina a partir de la expresión (110) mediante el término: Warr = Wmax K g K oc (144) III.8.5 Criterios para el diseño de los parámetros de los barrenos de contorno. El desarrollo alcanzado por la tecnología de los trabajos de perforación y voladura en la actualidad obliga a la utilización de la voladura de contorno o lisa. Por ello el diseño de los parámetros de este grupo del conjunto de barrenos se debe realizar sobre la base de utilizar cargas desacopladas con espacios radiales de aire , esta tecnología es imprescindible para lograr contornos rocosos más lisos y menos agrietados , con los cuales es mayor la estabilidad de las excavaciones , disminuyen los riesgos de accidentes y las superficies denudadas de las excavaciones ofrecen menos resistencia aerodinámica al paso del aire y del agua por la excavación. En este caso los parámetros principales son : la distancia entre los barrenos de contorno a , la línea de menor resistencia (LMR), la distancia del eje del barreno de contorno al contorno proyectado de la excavación y el coeficiente de aproximación de las cargas m. La determinación de la distancia entre los barrenos de contorno se realiza bajo el principio de que los esfuerzos de tracción producidos por el campo tensional favorezcan el corte por la línea de unión de los barrenos, por lo que el parámetro a se calcula por la expresión: acontorno = 2 rg k g k och (145) Donde: rg - radio de agrietamiento que se produce entre dos cargas que explosionan al unísono. k g − coeficiente de agrietamiento que tiene en cuenta el grado de agrietamiento de las rocas; M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral k och - coeficiente que tiene en cuenta la orientación de las grietas respecto a la dirección de la onda de tensiones. El coeficiente de agrietamiento se establece como se explicó en el acápite III.7 a partir del perfeccionamiento de la clasificación de las rocas propuesta por Barón et al (1967), los valores del mismo se muestran en la tabla 9 .De igual forma el coeficiente que tiene en cuenta la dirección de la onda de choque respecto a la superficie libre se pueden apreciar en la tabla 10. La línea de menor resistencia (LMR) W, se determina para la voladura de recorte a partir del coeficiente de aproximación de las cargas ( m ) mediante la relación m = a = (0,8 ÷ 1,2) (Baron y W Kliuchnikov, 1967).Aunque Wolf (1999) y Walter (2001) proponen un rango de variación de este coeficiente algo más estrecho m = 1 ÷ 1,5 pero cercano al valor anterior, en las condiciones de la investigación el valor más adecuado es: W= a a = m (0,8 ÷ 1,2) (146) La distancia del eje del barreno de contorno al contorno proyectado de la excavación (figura 29 ) se determina por la expresión: c ≥ Rtrit (147) Con los criterios que se señalan se logra alcanzar un contorno lo más cercano posible al contorno proyectado con una sobre excavación mínima , pero además de este objetivo la voladura de contorno permite la obtención de superficies estables en los lados y el techo de la excavación. La estabilidad del contorno obtenido después de la voladura se alcanza con la condición (Shuifer et al ,1982 y Azarcovich et al,1984,1996,1997 ): ⎛d ⎞ h=⎜ b ⎟ ⎝ 6 ⎠ (148) Donde : h – dimensión promedio (altura) de la irregularidad del contorno. db- tamaño del bloque natural de rocas en el macizo. Esta condición se fundamenta en considerar la existencia de bloques de diferentes tamaños en dependencia del agrietamiento en los macizos rocosos y en que la estabilidad de los contornos obtenidos, extiéndase lados y techos, está relacionada con el grado de confinamiento de los bloques en los mismos – cuanto menos sobresalgan los bloques del contorno de la pared esta será más estable. Por ello para M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Figura 29.Representación de la distancia del centro del barreno de contorno al contorno de proyecto de la excavación 1.Línea de ubicación de los barrenos de contorno. 2.Barreno de contorno. 3 Contorno de proyecto. H p - altura de proyecto de la excavación Ap -Ancho de proyecto de la excavación. l p - profundidad de los barrenos Rc -Radio de curvatura de la bóveda. Rtrit radio de trituración producido por la carga desacoplada de SE. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral prevenir la caída de los bloques de la pared, estos no deben sobresalir más de la mitad o con cierta reserva un tercio de su tamaño. III.9 Resumen del capítulo. Se realiza la modelación de la onda de detonación, de la onda de choque y de la onda de presión a partir del modelo matemático propuesto por Ismailov (Gogoliev,1965 y Staniukovich ,1971) y del campo tenso-deformacional mediante el modelo de Borovikov y Vaniagin (1995) para cargas compactas sobre la base de la acción de la explosión sobre el medio rocoso. De igual forma se modeló la onda de presión mediante el modelo de Azarcovich et al (1997) y Matveichuk y Chursalov (2002) y el campo tenso deformacional por el modelo de Bovovikov y Vaniagin (1995). Después de esta modelación y a partir de los criterios de fragmentación se explican los mecanismos de rotura de las rocas en los diferentes grupos del conjunto de barrenos y se presentan los criterios para el diseño y la ejecución de las voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas. Además se analizan los principios para la modelación matemática del agrietamiento y se adecuan los valores del coeficiente monolítico relativo propuesto por Barón et al (1987) para modelar el agrietamiento a los macizos rocosos cubanos. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral CAPÍTULO IV M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral CAPÍTULO IV VALIDACIÓN DE LOS CRITERIOS PROPUESTOS DE DISEÑO Y EJECUCIÓN DE LAS VOLADURAS Introducción. La validación de los criterios que se proponen se realizó mediante trabajos experimentales orientados en tres vertientes: • Trabajos de laboratorio. • Trabajos de campo • Voladuras experimentales IV.1Trabajos de laboratorio. Estos trabajos fueron realizados en los laboratorios de Mecánica de rocas y de Física de las rocas del ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez” y de las empresas de Investigación y Proyectos de Recursos Hidráulicos de Holguín. Los tipos de ensayos y de determinaciones ya fueron explicados en el capítulo II. IV.2 Trabajos de campo. Los trabajos de campo fueron realizados en los trasvases y las minas donde se realizaron las investigaciones: • Los Trasvases: Este-Oeste, Caney –Gilbert y Sabanalamar –Pozo Azul • Las minas Mercedita, Amores y El Cobre. Los trabajos de campo consistieron en: a. El estudio de las características estructurales y tectónicas de los macizos investigados e incluye la descripción petrográfica (tratadas en el capítulo II). b. El estudio del agrietamiento. (desarrollado en el Capítulo II). c. La toma de muestras para la determinación de las propiedades másicas, de resistencia y acústica fundamentalmente. d. La medición de las dimensiones de la excavación, su sección trasversal y la calidad del contorneado de las excavaciones. e. La medición y determinación de los indicadores de efectividad de las voladuras en la excavación de las obras subterráneas siguientes: avance del M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 46 �Tesis Doctoral frente de excavación en la voladura, coeficiente de aprovechamiento de los barrenos, dimensiones de la excavación, determinación de la sobre o subexcavación, consumo de sustancia explosivas y de medios de explosión, metraje de barrenación y calidad del contorneado. f. Observación científica de los resultados de las voladuras. a. Influencia del agrietamiento en el mecanismo de rotura de las rocas en el cuele. b. Influencia del agrietamiento en la calidad del contorneado y en la sobre excavación. c. Granulometría de la roca volada. IV.3 Muestreo de rocas. La toma de muestra comprendió tanto muestras regulares (cilíndricas con 42 y 56 mm de diámetro) como irregulares (monolitos) de rocas en las obras y minas investigadas para la determinación de las propiedades anteriormente señaladas. IV.4 Trabajos de medición de la sección transversal. Se realizó la medición de las dimensiones de las excavaciones subterráneas (ancho, alto, perímetro activo y área de la sección transversal) y el cálculo de las características del contorneado (rugosidad y sobreexcavación) tanto en las voladuras experimentales como de producción. Fueron medidos los principales parámetros de los trabajos de perforación y voladura: distancia entre los barrenos de cuele, contorno y arranque, profundidad de los barrenos; línea de menor resistencia y avance del frente de excavación. Para el levantamiento de la sección transversal se utilizó el método topográfico, mediante coordenadas polares, es decir, la medición del ángulo ϕ i y los radios vectores ρ i . A partir de los mismos se determinó el área de la sección transversal como la sumatoria de los triángulos que se forman por la expresión: [( )( )( )( )( )( )] 1 S = x −x y + y + x −x y +y + x −x y + y i 2 i i +1 i i +1 i +1 i +2 i +1 i +2 i +2 i −1 i +2 i −1 n −1 S p = ∑ Si (149) (150) i donde: M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 47 �Tesis Doctoral xi = ρ i cos ϕ i (151) y i = ρ i senϕ i (152) El perímetro activo como la sumatoria de los segmentos de recta que se obtienen al trazar el contorno n −1 Pa = ∑ Pai 1 (153) ( ) ( ) 2 2 Pai = ⎛⎜ xi +1 − xi + yi +1 − yi ⎝ a= Pa 2(n − 1) (154) (155) Las coordenadas de los puntos de la línea media serían: x mi = y mi = ( xi + xi +1 ) 2 ( yi + yi +1 ) 2 (156) (157) La longitud de la línea media n−2 Lmedia = ∑ l mi 1 l mi = l= (x i m − x mi +1 ) 2 + ( y mi − y mi +1 ) 2 Lmedia n−2 (158) (159) (160) Estos elementos se pueden apreciar en la figura 30. A partir de la medición de la sección de laboreo de la excavación en coordenadas polares, se determinó también el perímetro activo específico p ′ (Barón y Kliuchnikov, 1967) mediante la relación: p′ = Pa ,ml/m3 Sp (161) Para valorar la calidad del contorneado se realizó un estudio de la rugosidad del contorno de la excavación, por lo cual se determinó también la longitud total de la línea media Pm. La medición de las irregularidades a partir de la línea media del perfil rugoso es posible ya que un aumento de la longitud de la línea media trae consigo un aumento de la rugosidad. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 48 �Tesis Doctoral Figura 30. Elementos de la rugosidad h-altura ; l – base; a-lado; α-ángulo de inclinación; H-amplitud de la rugosidad; λ- paso de la rugosidad; L.M. -línea media; C.R.-contorno Real. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral Para todas las superficies rugosas se cumple la desigualdad: Pr 〉 Pm (162) Cuando Pr = Pm la superficie es lisa La diferencia Pr − Pm = ΔP , muestra el aumento de la longitud de la línea del contorno real en comparación con la longitud de la línea media. El índice de rugosidad se determina mediante la expresión: ρ= ΔP Pr = −1 Pm Pm (163) Los demás parámetros de la rugosidad se determinan por las expresiones siguientes. La altura de la rugosidad: ⎛l⎞ h = a−⎜ ⎟ ⎝2⎠ 2 (164) El paso de la rugosidad (165) λ = 2l La amplitud de la rugosidad (166) H = 2h Bondarenko (1981), propone otra expresión para determinar la sobreexcavación lineal promedio h= (S l − S p ) (167) Pl Expresión que es válida en caso de que no haya subexcavación. En la tesis se propone una expresión que perfecciona la propuesta de Bondarenko h= (S l − S p ) 2(S l − S p ) (Pl + Pp ) = (Pl + Pp ) (168) 2 La que puede ser aplicada en los casos de sobre y sub excavación. Para el cálculo de las dimensiones de la sección transversal de las excavaciones y las características de su contorneado se utilizó el programa informático en Excel sobre Windows XT CalSecTranv (Sargentón,2007c) . Los resultados de las mediciones del área de las secciones transversales alcanzadas con las voladuras de producción en el frente Ojo de Agua –Serones y Ojo de Agua- Yagrumal se muestran respectivamente en las tablas 11 y 13 y los de las voladuras experimentales en los M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 44 �Tesis Doctoral tramos Ojo de Agua-Yagrumal y Ojo de Agua-Serones se muestran en las tablas 12 y 14. respectivamente. Registro fotográfico de los experimentos. Se tomaron fotografías de los experimentos realizados las mismas tenían los objetivos de: • Registrar la cavidad de cuele obtenida por la voladura del cuele cilíndrico con un taladro de compensación. • Registrar el contorneado de las paredes y el techo obtenido con la voladura de contorno a partir de la proyección mediante los criterios de cálculo propuestos. • Registrar las grietas inducidas por la voladura de una carga compacta en las litologías objeto de estudio. IV.5 Voladuras experimentales. Las voladuras experimentales se realizaron en tres modalidades: voladuras de polígono, voladuras semindustriales y voladuras industriales. Las voladuras de polígono fueron realizadas en monolitos de rocas, en paramentos o en las paredes y los frentes de avances para estudiar los campos deformacionales destructivos (formación de grietas en barrenos aislados, entre dos o más barrenos, formación de la zona de trituración, la rotura del tabique en los cueles rectos cilíndricos con uno o dos taladros vacíos, conformación de la superficie entre dos barrenos con carga con espacio anular de aire entre otros). Las voladuras semindustriales comprendieron principalmente la voladura de forma independiente de los cueles rectos cilíndricos y de cuña tanto en los frentes de excavación como en los paramentos de los taludes. Las voladuras industriales se realizaron directamente en los frentes en condiciones de producción y en dos variantes explosionando todas las cargas con el retardo establecido y explosionando las cargas de forma secuencial para poder estudiar el efecto de los diferentes grupos de barrenos. Se realizaron voladuras experimentales en las minas: Mercedita, Amores, El Cobre y en los Trasvases: Caney-Gilbert y EsteOeste. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 45 �Tesis Doctoral Tabla 11 Levantamiento de la Sección transversal de la Excavación. Voladuras de Producción. Trasvase Este-Oeste. Tramo:Yagrumal –Guaro. Ojo de Agua-Serones Seccion Ancho,m Altura,m Sl ,m2 Sp,m2 Kse Pexc Proy. Llmedia a L λ h H ρ tang Grados I 7,40 6,45 36,21 30,89 1,17 16,27 14,91 15,14 0,45 0,89 1,78 0,08 0,15 0,0745 0,3932 21 II 7,10 6,50 35,68 30,89 1,15 16,28 14,91 15,13 0,45 0,89 1,78 0,08 0,16 0,0766 0,3987 22 III 7,70 6,55 36,71 30,89 1,19 16,35 14,91 15,22 0,45 0,90 1,79 0,08 0,15 0,0741 0,3921 21 IV 7,85 6,65 37,31 30,89 1,21 17,20 14,91 15,94 0,48 0,94 1,87 0,09 0,19 0,0794 0,4063 22 V 7,20 6,50 35,42 30,89 1,15 16,52 14,91 15,14 0,46 0,89 1,78 0,11 0,22 0,0906 0,4352 24 VI 7,70 6,50 36,41 30,89 1,18 16,36 14,91 15,19 0,45 0,89 1,79 0,08 0,17 0,0769 0,3997 22 VII 7,50 6,64 35,42 30,89 1,15 17,10 14,91 15,61 0,48 0,92 1,84 0,12 0,24 0,0952 0,4466 24 VIII 7,50 6,50 36,49 30,89 1,18 16,38 14,91 15,22 0,45 0,90 1,79 0,08 0,16 0,0763 0,3979 22 IX 7,66 6,61 37,01 30,89 1,20 16,82 14,91 15,34 0,47 0,90 1,80 0,12 0,24 0,0963 0,4492 24 X 7,60 6,60 36,33 30,89 1,18 17,09 14,91 15,73 0,47 0,93 1,85 0,11 0,21 0,0864 0,4246 23 XI 6,95 6,54 37,24 30,89 1,21 18,74 14,91 16,19 0,52 0,95 1,90 0,21 0,42 0,1575 0,5830 30 XII 7,70 6,15 35,71 30,89 1,16 16,07 14,91 14,92 0,45 0,88 1,76 0,08 0,16 0,0770 0,3999 22 Promedio 7,49 6,52 36,33 30,89 1,18 16,77 14,91 15,40 0,47 0,91 1,81 0,10 0,21 0,09 0,43 23,09 Tabla 12 Levantamiento de la sección transversal. Voladuras Experimentales. Tramo Yagrumal –GuaroFrenteOjo de Agua-Serones Sección Ancho ,m Altura,m Sl ,m2 Sp,m2 Kse Pexc,m Proy.,m Llmedia,m a, m L, m λ,m H ,m H , m ρ I 6,75 6,00 32,34 30,89 1,05 15,18 14,91 14,28 0,42 0,84 1,68 0,04 0,08 0,0634 II 7,20 6,05 33,21 30,89 1,08 15,55 14,91 14,46 0,43 0,85 1,70 0,82 1,65 0,0756 III 6,94 6,10 33,00 30,89 1,07 15,41 14,91 14,47 0,43 0,85 1,70 0,82 1,65 0,0650 IV 6,75 6,15 33,36 30,89 1,08 15,90 14,91 14,57 0,44 0,86 1,71 0,83 1,66 0,0911 V 6,94 6,00 33,41 30,89 1,08 15,56 14,91 14,50 0,43 0,85 1,71 0,83 1,65 0,0730 VI 7,30 6,05 33,23 30,89 1,08 15,46 14,91 14,50 0,43 0,85 1,71 0,83 1,65 0,0662 VII 7,18 6,08 33,21 30,89 1,08 15,87 14,91 14,67 0,44 0,86 1,73 0,83 1,67 0,0817 VIII 6,91 5,99 32,08 30,89 1,04 15,19 14,91 14,27 0,42 0,84 1,68 0,81 1,62 0,0648 IX 7,24 6,14 32,51 30,89 1,05 15,50 14,91 14,45 0,43 0,85 1,70 0,82 1,64 0,0728 X 7,19 5,97 31,96 30,89 1,03 15,31 14,91 14,31 0,43 0,84 1,68 0,81 1,63 0,0696 XI 7,26 6,03 33,19 30,89 1,07 15,34 14,91 14,53 0,43 0,85 1,71 0,83 1,65 0,0559 XII 6,04 33,48 30,89 1,08 15,53 14,91 14,53 0,43 0,85 1,71 0,83 1,65 0,0683 Prom 7,09 6,05 32,92 30,89 1,07 15,48 14,91 14,46 0,43 0,85 1,70 0,76 1,52 0,0706 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero Tang Grados hcalc,m 0,3618 20 0,10 0,3961 22 0,15 0,3663 20 0,14 0,4365 24 0,16 0,3889 21 0,16 0,3699 20 0,15 0,4124 22 0,15 0,3657 20 0,08 0,3883 21 0,10 0,3794 21 0,07 0,3392 19 0,15 0,3760 21 0,17 0,3817 21 0,13 46 �Tesis Doctoral Tabla 13 Levantamiento de la sección transversal. Voladuras de producción .Tramo: Yagrumal-Guaro. Frente: Ojo de Agua-Yagrumal. Sección Ancho ,m Altura,m Sl ,m2 Sp,m2 Kse Pécs,m Pproy.,m Llmedia,m a, m l, m λ,m H ,m H , m ρ tang Grados Hcalc,m I 6,85 6,35 36,05 30,89 1,17 16,60 14,91 15,31 0,46 0,90 1,80 0,10 0,20 0,084 0,419 23 0,31 II 7,45 6,30 35,96 30,89 1,16 23,54 14,91 18,12 0,65 1,07 2,13 0,38 0,76 0,299 0,830 40 0,22 III 7,05 6,20 36,08 30,89 1,17 16,95 14,91 15,29 0,47 0,90 1,80 0,14 0,28 0,109 0,479 26 0,31 IV 7,00 6,28 36,34 30,89 1,18 16,68 14,91 15,26 0,46 0,90 1,80 0,12 0,23 0,093 0,441 24 0,33 V 7,52 6,28 37,16 30,89 1,20 17,62 14,91 15,49 0,49 0,91 1,82 0,18 0,36 0,137 0,541 28 0,36 VI 6,85 6,20 35,45 30,89 1,15 17,92 14,91 15,65 0,50 0,92 1,84 0,19 0,38 0,145 0,558 29 0,25 VII 7,40 6,25 36,71 30,89 1,19 17,55 14,91 15,42 0,49 0,91 1,81 0,18 0,36 0,138 0,543 28 0,33 VIII 7,47 6,25 36,90 30,89 1,19 17,52 14,91 15,44 0,49 0,91 1,82 0,17 0,35 0,134 0,536 28 0,34 IX 7,37 6,25 36,91 30,89 1,19 17,62 14,91 15,49 0,49 0,91 1,82 0,18 0,36 0,138 0,543 29 0,34 X 7,41 6,25 36,79 30,89 1,19 17,51 14,91 15,42 0,49 0,91 1,81 0,18 0,35 0,135 0,537 28 0,34 XI 7,37 6,25 36,93 30,89 1,20 17,67 14,91 15,48 0,49 0,91 1,82 0,18 0,37 0,141 0,550 29 0,34 XII 7,40 6,25 36,71 30,89 1,19 17,55 14,91 15,42 0,49 0,91 1,81 0,18 0,36 0,138 0,543 28 0,33 Promedio 7,26 6,26 36,50 30,89 1,18 17,89 14,91 15,65 0,50 0,92 1,84 0,18 0,36 0,141 0,54 28 0,32 Tabla 14 Levantamiento de la sección transversal. Voladuras Experimentales. Tramo Yagrumal –GuaroFrenteOjo de Agua-Yagrumal Sección Ancho ,m Altura,m Sl ,m2 Sp,m2 Kse Pexc,m Proy.,m Llmedia,m a, m L, m λ,m H ,m H , m ρ I 6,80 6,10 32,57 30,89 1,05 15,37 14,91 14,37 0,43 0,85 1,69 0,06 0,12 0,069 II 5,05 6,10 31,56 30,89 1,02 17,58 14,91 15,83 0,88 1,76 3,52 1,70 3,41 0,111 III 4,80 6,00 31,74 30,89 1,03 17,76 14,91 15,71 0,89 1,75 3,49 1,69 3,38 0,131 IV 4,75 6,30 32,00 30,89 1,04 17,92 14,91 15,75 0,90 1,75 3,50 1,69 3,38 0,138 V 5,20 6,00 31,84 30,89 1,03 17,63 14,91 15,90 0,88 1,77 3,53 1,71 3,42 0,109 VI 5,35 6,05 32,27 30,89 1,04 17,74 14,91 15,82 0,89 1,76 3,51 1,70 3,40 0,122 VII 5,10 6,25 33,29 30,89 1,08 18,17 14,91 16,07 0,91 1,79 3,57 1,73 3,45 0,131 VIII 5,05 6,25 31,93 30,89 1,03 18,11 14,91 15,98 0,91 1,78 3,55 1,72 3,43 0,133 IX 5,35 6,20 32,36 30,89 1,05 17,93 14,91 15,94 0,90 1,77 3,54 1,71 3,43 0,125 X 4,85 6,10 31,72 30,89 1,03 17,87 14,91 15,82 0,89 1,76 3,54 1,70 3,40 0,130 XI 4,95 6,35 32,05 30,89 1,04 17,90 14,91 15,93 0,89 1,77 3,54 1,71 3,43 0,123 XII 4,90 6,15 32,46 30,89 1,05 18,01 14,91 15,87 0,90 1,76 3,53 1,70 3,41 0,135 Prom 5,18 6,15 32,15 30,89 1,04 17,67 14,91 15,75 0,85 1,69 3,38 1,57 3,14 0,121 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero Tang Grados hcalc,m 0,378 21 0,11 0,483 26 0,04 0,527 28 0,05 0,544 29 0,06 0,478 26 0,05 0,508 27 0,08 0,528 28 0,13 0,533 28 0,06 0,515 27 0,08 0,526 28 0,05 0,512 27 0,06 0,537 28 0,09 0,506 27 0,07 47 �Tesis Doctoral IV.5.1 Planificación de las voladuras experimentales. Introducción. En el marco teórico de esta tesis se ha expuesto el basamento experimental que ha caracterizado a la ciencia de la fragmentación de rocas, su desarrollo actual se orienta a sostener esta tendencia, por lo cual fue preciso emprender acciones en esta dirección no solo con el objetivo único de validar el modelo teórico que se expone, sino como una herramienta fundamental para enriquecer el propio modelo teórico. El fundamento científico del diseño y de la planificación experimental es la teoría matemática del experimento tratada por diversos autores de las ciencias mineras Mindely (1974), Mitrofanov et al (1982),Gusiev y Sheremiet (2005), Porotov (2006) y de las ciencias matemáticas, Blaisdell,(1993); Guerra Bustillo et al (2003) y Skobelina ,Liubek y Katisheva (2005). El diseño y la planificación experimental que se exponen en la tesis se fundamentan en los principios que exponen estos autores y los principios surgidos en el proceso mismo de los experimentos realizados que se adecuan a las particularidades de las voladuras experimentales en el laboreo de excavaciones subterráneas. Los experimentos se realizaron con los objetivos siguientes: • Confirmar la validez de los cálculos de las cargas con espacio anular de aire en la voladura de contorno y conjuntamente con ello establecer la relación adecuada del índice de aproximación de las cargas como parámetro fundamental de este método de voladura en las condiciones de investigación. • Corroborar el modelo teórico de calculo de los parámetros de los cueles de cuña y recto, este último en sus dos versiones con uno o dos taladros de compensación. • Precisar el cálculo de la línea de menor resistencia como parámetro clave de los barrenos de arranque. IV.5.1.1 Diseño de los experimentos. Para el cumplimiento de los tres principios fundamentales del diseño de la experimentación (repetición, aleatoriedad y control local) (Guerra Bustillo et al ,2003) M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 48 �Tesis Doctoral se replicó al menos una vez los experimentos con el objetivo de realizar una correcta evaluación de la varianza. Para lograr voladuras aleatorias las mismas se realizaron en los siguientes frentes: Ojo de Agua – Yagrumal, Ojo de Agua – Serones, Serones – Ojo de Agua y Guaro-Serones. La valoración de la información planteada por los autores más arriba señalados permitió seleccionar el método más adecuado de diseño, dentro del propio método estadístico que consistió en la experimentación factorial. Se planificaron, diseñaron y realizaron voladuras experimentales para el conjunto de barrenos (cuele y ayudantes de cuele, arranque y contorno), y especialmente los cueles en cuña y cueles rectos cilíndricos con uno y dos taladros de compensación. IV.5.2 Metodología para el diseño y planificación de los experimentos. La metodología para el diseño y la planificación de las voladuras experimentales de cada grupo del conjunto de barrenos es la siguiente: IV.5.2.1 Diseño de los experimentos en los barrenos de cuele. Cuele cilíndrico con un taladro de compensación. El experimento se planifica para validar la distancia racional entre los centros del barreno cargado y el taladro vacío B con un coeficiente de llenado del mismo kll que permita el máximo aprovechamiento del barreno. Es por ello que la función de respuesta es el aprovechamiento de los barrenos η y reformula una tarea de optimización. Los dos factores de los que depende la función de respuesta son: X1- distancia entre el barreno y el taladro de compensación, B en m X2 – coeficiente de llenado del barreno, kll. La zona de definición de los factores El factor X1 tiene dos niveles de variación: , X 1i , X 1s Nivel principal: se establece a partir del valor teórico de este parámetro que se determina según el modelo matemático de cálculo en este caso se determina por la expresión (127). Para el gabro presente en el tramo Yagrumal –Guaro: Rtrit = 124 mm Por lo que B=175 mm. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 49 �Tesis Doctoral El intervalo de variación de este factor es ΔX 1 = d barreno = 21 mm 2 Nivel Superior: X 1s = X 10 + ΔX 1 = 175 + 21 ≈ 195 mm Nivel Inferior : X 1i = X 10 − ΔX 1 = 175 − 21 ≈ 155 mm. El factor X2 tiene también dos niveles de variación: X 2s , X 2i Por la particularidad de este factor fue establecido a partir del criterio del resultado de una voladura normal con los siguientes valores: Nivel principal: X 20 = 0,85 ; Nivel superior: X 2s = 0,90 ;Nivel inferior: X 2i = 0,80 La cantidad de ensayos o pruebas se determinó por la expresión (Mitrofanov et al,1974; Mindely,1974; Blaisdell (1993); Gusiev y Sheremiet (2005) y Porotov (2006): N = nP k (169) Donde: N- es la cantidad de ensayos o pruebas n – es la cantidad de réplicas P – es la cantidad de niveles de variación K – es la cantidad de factores Para esta planificación se obtiene: N=8 En las tablas 15 y 16 se muestra la matriz de planificación y codificación de los experimentos del cuele cilíndrico con un taladro de compensación. Cuele cilíndrico con dos taladros de compensación. El experimento se planifica para validar la distancia racional entre los centros del barreno cargado y el taladro vacío B y la distancia entre los centros de los taladros de compensación htaladro a partir de un coeficiente de llenado del barreno kll que permita el máximo aprovechamiento del mismo. Es por ello que la función de respuesta es el aprovechamiento de los barrenos η y plantea la tarea de optimización de maximizar este indicador. Los tres factores de los que depende la función de respuesta son: X1- distancia entre el barreno y el taladro de compensación, B en mm X2 – coeficiente de llenado del barreno, kll. X3 - distancia entre los centros de los taladros de compensación, htaladro, mm M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 50 �Tesis Doctoral Matriz de planificación y codificación de los experimentos Diseño de la experimentación del cuele recto con un taladro de compensación Tabla 15 Descripción de los factores y sus intervalos de variación. Factor Denominación Unidad de Nivel medida principal Intervalo Nivel de Superior variación (+1) Distancia entre X1 mm 175 21 el barrenos y el taladro , B Coeficiente de X2 _ 0,90 0,05 carga del barreno, kll Tabla 16 Niveles de los factores e intervalos de variación. Niveles de factores y número de ensayos X1 X2 Nivel principal Xi = 0 Intervalo de variación ΔX Nivel superior (Xi =+1) Nivel inferior (Xi =-1) Nº del ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 175 21 195 155 0,85 0,05 0,90 0,80 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 Nivel Inferior (-1) 195 154 0,95 0,85 51 �Tesis Doctoral La zona de definición de los factores El factor X1 tiene dos niveles de variación: , X 1i , X 1s Nivel principal: se establece a partir del valor teórico de este parámetro que se determina según el modelo matemático de cálculo en este caso se determina por la expresión (127). Para las calizas masivas del tramo Yagrumal –Guaro, frente Ojo de Agua-Yagrumal: Rtrit = 177 mm y entonces B=228 mm El intervalo de variación de este factor es ΔX 1 = d barreno = 21 mm 2 Nivel Superior: X 1s = X 10 + ΔX 1 = 228 + 21 ≈ 250 mm Nivel Inferior: X 1i = X 10 − ΔX 1 = 228 − 21 ≈ 205 mm. El factor X2 tiene también dos niveles de variación: X 2s , X 2i Por la particularidad de este factor fue establecido a partir del criterio del resultado de una voladura normal con los siguientes valores: Nivel principal: X 20 = 0,85 ;Nivel superior: X 2s = 0,90 ;Nivel inferior: X 2i = 0,80 El factor X3 tiene también dos niveles de variación: X 3s , X 3i Por la particularidad de este factor fue establecido a partir del criterio la rotura del tabique central entre los taladros de compensación con los siguientes valores: Nivel principal: X 30 = 145 ;Nivel superior: X 3s = 165 ;Nivel inferior: X 3i = 125 La cantidad de ensayos o pruebas será: N = 2.3 2 = 16 En la tablas 17 y 18 se muestra la matriz de planificación del experimento del cuele recto con dos taladro de compensación. IV.5.2.2 Diseño de las voladuras experimentales de los barrenos de contorno. El experimento se planifica para validar la distancia racional entre los centros de los barrenos de contorno acontorno, para lo cual se concibe la carga de los barrenos de contorno como una carga con espacio anular de aire, con un coeficiente de llenado del mismo kll que permita obtener la sobreexcavación y rugosidad permisibles y alcanzar la condición de estabilidad del contorno por desprendimiento de pedazos. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 52 �Tesis Doctoral Diseño de los experimentos del cuele recto con dos taladros de compensación. Tabla 17 Descripción de los factores y sus intervalos de variación. Factor Denominación Unidad Nivel de principal medida Distancia entre el X1 mm. 175 barreno y el taladro de compensación , B Coeficiente de llenado X2 0,85 del barreno ,kll Distancia entre los X3 mm. 145 taladros de compensación , htaladro Tabla 18 Niveles de los factores e intervalos de variación. X1 X2 Nivel principal Xi = 0 Intervalo de variación ΔX Nivel superior (Xi =+1) Nivel inferior (Xi =-1) Nº del ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 175 20 195 155 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 0,85 0,05 0,90 0,80 + + + + + + + Intervalo de variación 20 Nivel superior (+) 195 Nivel Inferior (-) 155 0,05 0,90 0,80 20 165 125 X3 145 20 165 125 + + + + + + + + + + + + + + + + - 53 �Tesis Doctoral Es por ello que la función de respuesta es la sobreexcavación μ Los dos factores de los que depende la función son: X1- distancia entre barrenos, acontorno. X2 – coeficiente de aproximación de las cargas La zona de definición de los factores El factor X1 tiene dos niveles de variación: X 1s , X 1i Diseño de los experimentos del cuele recto con dos taladros de compensación. Nivel principal: se establece a partir del valor teórico de este parámetro que se determina según el modelo matemático de cálculo en este caso se determina por la expresión (145). Para los gabros del tramo Yagrumal –Guaro, frente Ojo de Agua –Serones este valor es X 10 = 620 mm El intervalo de variación de este factor es ΔX 1 = d c arg a = 32 mm Nivel Superior: X 1s = X 10 + ΔX 1 = 620 + 32 ≈ 650 mm Nivel superior: X 1i = X 10 − ΔX 1 = 620 − 32 ≈ 590 mm. El factor X2 tiene también dos niveles de variación: X 21 , X 2−1 Por la particularidad de este factor fue establecido a partir de valores de la práctica de las voladuras de contorno con los siguientes valores: Nivel principal: X 20 = 1,0 ;Nivel superior: X 2s = 1,2 ;Nivel inferior: X 2i = 0,80 Y la cantidad de ensayos o pruebas es N = 2.2 2 = 8 . En las tablas 19 y 20 se ofrece la matriz de planificación y codificación de los experimentos en los barrenos de contorno. IV.5.2.3 Diseño de las voladuras experimentales de los barrenos de arranque El experimento se planifica para validar la distancia racional entre el centro del barreno de arranque y la superficie libre creada por los barrenos de cuele W0 , se utiliza carga compacta en estos barrenos, con un coeficiente de llenado del mismo kll que permita obtener el cráter de lanzamiento normal (n = 1) . Es por ello que la función de respuesta es el coeficiente de aprovechamiento de los barrenos. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 54 �Tesis Doctoral Diseño de los experimentos de los barrenos de contorno. Tabla 19 Descripción de los factores y sus intervalos de variación. Factor Código Unidad de medida mm. Nivel principal Intervalo de variación 32 Distancia entre los X1 620 centros de los barrenos de contorno , a contorno Coeficiente de X2 --1 0,2 aproximación de las cargas mcontorno Tabla 20 Matriz de planificación y codificación de los ensayos. X1 X2 Nivel principal Xi = 0 Intervalo de variación ΔX Nivel superior (Xi =+1) Nivel inferior (Xi =-1) Nº del ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 620 32 650 590 Nivel superior (+) 650 Nivel inferior (-) 590 1,2 0,8 1 0,2 0,80 1,20 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 55 �Tesis Doctoral Los dos factores de los que depende la función son: El factor X1 tiene dos niveles de variación: X 1s , X 1i Nivel principal: se establece a partir del valor teórico de este parámetro que se determina según el modelo matemático de cálculo en este caso se determina por las expresiones (116) y (147). X1- línea de menor resistencia de los barrenos de arranque, Wo X2 – coeficiente de llenado del barreno, k llenado La zona de definición de los factores: Para los gabros este valor es X 10 = 950 mm El intervalo de variación de este factor es ΔX 1 = 2d barreno = 80 mm Nivel Superior: X 1s = X 10 + ΔX 1 = 950 + 80 = 1030 mm Nivel superior: X 1i = X 10 − ΔX 1 = 950 − 80 = 870 mm. El factor X2 tiene también dos niveles de variación: X 2s , X 2i Por la particularidad de este factor fue establecido a priori con los siguientes valores: Nivel principal: X 20 = 0,85 ;Nivel superior: X 2s = 0,90 ;Nivel inferior: X 2i = 0,80 . Para lo que la cantidad de ensayos o pruebas es: N = 2.2 2 = 8 En las tablas 21 y 22 se muestra la matriz de planificación de las voladuras experimentales realizadas en los barrenos de arranque. Las matrices de planificación y codificación de los restantes experimentos aparecen en el anexo IV.5.3 Análisis estadístico de los resultados de las voladuras experimentales. Los resultados de los principales indicadores de las voladuras experimentales realizadas en los tramos de túneles Ojo de Agua-Serones y Ojo de Agua –Yagrumal del trasvase Este-Oeste fueron tabulados y se presentan en las tablas 23 y 24. Los resultados de estos cálculos para todas las voladuras experimentales realizadas en las restantes excavaciones en investigación en las minas y trasvases restantes se muestran en las tablas 1, 2, 3,4 y 5 del ANEXO 11. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 56 �Tesis Doctoral Tabla 21 Matriz de planificación y codificación de los experimentos de los barrenos de arranque con cargas compactas. Factor Código Unidad Nivel de principal medida mm 950 Intervalo Nivel de superior variación (+) 80 1030 Línea de menor X1 resistencia de los barrenos de arranque, Warr Coeficiente de llenado X2 --0,85 0,05 del barreno k ll Tabla 22 Matriz de planificación y codificación de los ensayos. X1 X2 Nivel principal Xi = 0 Intervalo de variación ΔX Nivel superior (Xi =+1) Nivel inferior (Xi =-1) Nº del ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 950 80 1030 870 0,90 Nivel inferior (-) 870 0.80 0,85 0,05 0,90 0,80 -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 57 �Tesis Doctoral Tabla 23 Principales indicadores de las voladuras experimentales Trasvase Este-Oeste. Nº Parámetros Principales 1 Avance del frente Longitud de los barrenos Cantidad Total de Barrenos De cuele Ayudantes de cuele De cuele vacío (taladro de 102mm de Ø) De arranque De contorno De piso Carga barrenos de cuele Carga barrenos ayudantes de cuele Carga barrenos de arranque Carga barrenos de contorno Carga barrenos de piso 2 Extensión del montón de rocas 3 Gasto de SE Gasto específco volumétrico de SE 4 Volumen de roca arrancada in situ 5 Coefic. Aprovechamiento de los barrenos 6 Area de laboreo de la excavación Area de proyecto de la excavación 7 Coeficiente de sobreexcavación 8 Metraje de barrenación Metraje específico de barrenación 9 Gasto de detonadores Gasto específco de detonadores Símbolo UM La m Lb m Nb Unid Nc Unid Nac Unid Ncv Unid Na Unid Ncont Unid Np Unid Qbc Kg Qbac Kg Qba Kg Qbco Kg Qbp Kg Lm m Qse Kg Qvse Kg/m3 Vr m3 CAB % Sl m2 Sp m2 Ks Mba m Mbev m/m3 Qdet Unid Qdetl Unid/m M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 1 2,80 3,35 67 6 9 2 20 21 9 3 3 2,5 1,5 3 9 153,5 1,68 54,82 91,20 0,84 32,57 30,89 1,05 224,5 80,16 2,46 Tramo :Yagrumal –Guaro Voladuras Experimentales 2 3 4 5 2,70 2,75 2,85 2,84 3,35 3,35 3,35 3,35 67 67 68 68 6 6 6 6 9 9 9 9 2 2 2 2 20 20 20 20 21 21 22 22 9 9 9 9 3 3 3 3 3 3 3 3 2,5 2,5 3 3 1,5 1,5 2 2 3 3 3 3 6,4 7,5 10 8,2 153,5 153,5 176 176 1,80 1,76 1,93 1,95 56,85 55,82 61,75 61,97 85,21 87,29 91,21 90,42 0,81 0,82 0,85 0,85 31,56 31,74 32,00 31,84 30,89 30,89 30,89 30,89 1,02 1,03 1,04 1,03 224,5 224,5 228 227,8 83,13 81,62 79,93 80,21 2,63 2,57 2,50 2,52 Frente:Ojo de Agua -Yagrumal 6 2,73 3,35 68 6 9 2 20 22 9 3 3 3 2 3 9 176 2,00 64,47 88,10 0,81 32,27 30,89 1,04 227,8 83,44 2,59 7 2,83 3,35 66 6 9 2 20 20 9 4 3 3 2 3 8,4 178 1,89 62,90 94,20 0,84 33,29 30,89 1,08 221 78,13 2,35 8 2,87 3,35 66 6 9 2 20 20 9 4 3 3 2 3 9,2 178 1,94 62,02 91,63 0,86 31,93 30,89 1,03 221,1 77,04 2,41 9 10 11 2,90 2,89 2,91 3,35 3,35 3,35 66 68 68 6 6 6 9 9 9 2 2 2 20 20 20 20 22 22 9 9 9 4 4 4 3 3 3 3 3 3 2 2 2 3 3,5 3,5 9,4 9,7 9,5 178 186,0 186,5 1,90 2,03 2,00 61,38 64,5 64,09 93,85 91,6 93,26 0,87 0,86 0,87 32,36 31,7 32,05 30,89 30,8 30,89 1,05 1,03 1,04 221,1 227,8 227,8 76,24 78,82 78,28 2,36 2,49 2,44 12 2,9 3,35 68 6 9 2 20 22 9 4 3 3 2 3,5 10 186,5 2,01 64,31 92,94 0,87 32,05 30,89 1,04 227,8 78,55 2,45 58 �Tesis Doctoral Tabla 24 Principales indicadores de las voladuras experimentales Trasvase Este-Oeste. Nº 1 2 4 5 6 7 8 9 Tramo :Yagrumal –Guaro Frente:Ojo de Agua –Serones Voladuras Experimentales Parámetros Principales Símbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Avance del frente la m 2,85 2,75 2,87 2,89 2,90 2,91 2,94 2,89 2,95 Longitud de los barrenos lb m 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 Cantidad Total de Barrenos Nb Unid 71 71 71 71 71 71 71 71 71 De cuele Nc Unid 6 6 6 6 6 6 6 6 6 Ayudantes de cuele Nac Unid 9 9 9 9 9 9 9 9 9 De cuele vacío (taladro de 102mm de Ø) Ncv Unid 2 2 2 2 2 2 2 2 2 De arranque Na Unid 24 24 24 24 24 24 24 24 24 De contorno Ncont Unid 23 23 23 23 23 23 23 23 23 De piso Np Unid 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Carga barrenos de cuele Qbc Kg 3 3 3 3 3 3 4 4 4 Carga barrenos ayudantes de cuele Qbac Kg 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Carga barrenos de arranque Qba Kg 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Carga barrenos de contorno Qbco Kg 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Carga barrenos de piso Qbp Kg 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Gasto de Sustancia Explosiva Qse Kg 9,0 6,4 7,5 10,0 8,2 9,0 8,4 9,2 9,4 Gasto específco de sustancia explosiva Qvse Kg/m3 160,5 160,5 160,5 161 161 160,5 166,5 166,5 166,5 Volumen de roca arrancada in situ Vr m3 1,74 1,76 1,69 1,66 1,66 1,66 1,71 1,80 1,74 Coefic. Aprovechamiento de los barrenos CAB % 56,32 58,36 55,92 55,54 55,34 55,15 56,63 57,61 56,44 Area de laboreo de la excavación Sl m2 92,17 91,33 94,71 96,41 96,89 96,70 97,64 92,71 95,90 Area de proyecto de la excavación Sp m2 0,85 0,82 0,86 0,86 0,87 0,87 0,88 0,86 0,88 Coeficiente de sobreexcavación Ks 32,34 33,21 33,00 33,36 33,41 33,23 33,21 32,08 32,51 Metraje de barrenación Mb m 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 Metraje específico de barrenación Mbe m/m3 1,05 1,08 1,07 1,08 1,08 1,08 1,08 1,04 1,05 Gasto de detonadores Qdet Unid 237,9 237,9 237,9 238 238 237,85 237,85 237,85 237,85 Gasto específco de detonadores Qdete Unid/m 83,46 86,49 82,87 82,30 82,02 81,74 80,90 82,30 80,63 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 10 2,96 3,35 71 6 9 2 24 23 7 4 3 2,5 1,5 3 9,7 166,5 1,76 56,25 94,60 0,88 31,96 30,89 1,03 237,9 80,35 11 12 2,94 2,95 3,35 3,35 71 71 6 6 9 9 2 2 24 24 23 23 7 7 4 4 3 3 2,5 2,5 1,5 1,5 3 3 9,5 10,0 166,5 166,5 1,71 1,69 56,63 56,44 97,58 98,77 0,88 0,88 33,19 33,48 30,89 30,89 1,07 1,08 237,9 237,85 80,90 80,63 59 �Tesis Doctoral La representación gráfica de los histogramas que muestran el comportamiento de los principales indicadores de las voladuras experimentales se muestra en las figuras 1, 2, 3, 4,5 y 6 del ANEXO 12. En las figuras 31 y 32 se muestran los registros fotográficos del contorneado obtenido con voladuras experimentales en brechas de calizas y brechas de gabro respectivamente en los frentes Ojo de Agua-Yagrumal y Ojo de Agua –Serones. Y en las figuras 1,2 y 3 del ANEXO 13 el registro del contorneado obtenido en las voladuras experimentales en los emboquilles de los frentes Serones-Ojo de Agua y Serones-Guaro en brechas de gabro y Manacal-Castellanos en serpentinitas pardo verdosas. En la figura 33 se expone el plano del pasaporte de las voladuras experimentales realizadas en el frente Ojo de Agua-Serones y en el ANEXO 14 en las figuras 1,2,3 y 4 los demás planos de los pasaportes de las voladuras experimentales en las minas y trasvases en investigación. IV.5.3.1 Modelo matemático de la ecuación de enlace Se plantea la condición de obtener un modelo lineal de la ecuación de enlace multidimensional o función de respuesta. . (Porotov, 2006). La función desconocida de respuesta se representa como un polinomio de primer grado de la forma: y = bo + b1 x1 + b2 x 2 + .......... + b j x j (170) Esta ecuación para los problemas que se resuelven en cada conjunto de barrenos adquiere la forma específica siguiente: En el cuele recto con un barreno de compensación: η = bo + b1 B + b2 k ll (171) En el cuele recto con dos taladros de compensación: η = bo + b1 htaladro + b2 k ll (172) En los barrenos de contorno: μ = b0 + b1 a cont + b2 mcont (173) En los barrenos de arranque: n = bo + b1Warr + b2 k ll (174) La determinación de los coeficientes se realiza por las ecuaciones: N bi = ∑y a i =1 N ∑a i =1 donde: N- i ij (175) 2 ij es la M.Sc. Gilberto Sargentón Romero cantidad de experimentos 60 �Tesis Doctoral Figura 31 Registro fotográfico del contorneado obtenido con voladuras experimentales en brechas de calizas. Frente:Ojo de Agua-Yagrumal.Túnel Yagrumal-Guaro. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 61 �Tesis Doctoral Figura 32 Registro fotográfico del contorneado obtenido con voladuras experimentales en brechas de gabro. Frente:Ojo de Agua-Serones.Túnel Yagrumal-Guaro. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 62 �Tesis Doctoral yi – valor de la función objetivo aji – valor del nivel del factor j en el experimento i; j = 0, 1,2,….., k. Para el término libre boj = 0 y entonces: N bo = ∑y i i =0 (176) N En las tablas 25, 26,27 y 28 aparecen los resultados de los experimentos para cada grupo del conjunto de barrenos, el tratamiento estadístico para obtener la ecuación de regresión y la propia ecuación de regresión. En las figuras 30a, 30b, 30c y 30d se muestran respectivamente los campos y las curvas de correlación entre la variable objetivo y cada uno de los factores del cuele recto con dos taladros de compensación, el cuele recto con un taladro de compensación, los barrenos de arranque y de contorno. Para verificar la adecuación del modelo asumido se utiliza el criterio de Fisher (F) (Mindely, 1975 y Gusiev y Sheremiet, 2005)) que se determina por la expresión: F= Sad2 S(2y ) (177) donde: Sad2 - es la dispersión de la adecuación N S ad2 = N ∑ Δq i =1 (178) f ∑ Δq 2 i i =1 2 i (179) = Δq12 + Δq22 + .......... + ΔqN2 ; donde: N ∑ Δq - es la suma residual de cuadrados i =1 2 i (180) Δqi2 = (qi − qˆï ); donde: qi - son los valores experimentales de la función de respuesta; qˆï - son los valores de cálculo de la función de respuesta según las ecuaciones (171-174). f S(2y ) - es el número de grados de libertad para Sad2 - es la M.Sc. Gilberto Sargentón Romero dispersión de la reproducibilidad; 63 �Tesis Doctoral Tabla 25 Resultados del experimento y correlación Diseño de la experimentación del cuele recto con dos taladros de compensación Matriz de planificación y resultados de los experimentos Factor Parámetro de optimización X1 Nivel principal Xi=0 Intervalo de variación ,ΔX Nivel superior Xi = +1 Nivel inferior Xi = - 1 Nº del ensayo 1 2 3 4 5 6 7 8 X2 X3 0,175 0,02 0,195 0,155 0,85 0,05 0,90 0,80 0,145 0,02 0,165 0,125 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 Denominación Y111 Y121 Y211 Y222 Y111 Y122 Y211 Y222 Valor 0,84 0,81 0,82 0,85 0,85 0,81 0,84 0,86 Ecuación de respuesta y = 0,8350 + 0,0075B − 0,0025K ll − 0,0025htal Litología :Caliza masivaFrente:Ojo de Agua-Yagrumal Tabla 26 Resultados de los experimentos y correlación. Diseño de la experimentación del cuele recto con un taladro de compensación Matriz de planificación y resultados de los experimentos Factor Parámetro de optimización X1 X2 Denominación Valor Nivel principal Xi=0 0,175 0,85 Intervalo de variación ,ΔX 0,02 0,05 Nivel superior Xi = +1 0,195 0,90 Nivel inferior Xi = - 1 0,155 0,80 Nº del ensayo 1 -1 -1 Y11 0,85 2 -1 1 Y12 0,82 3 1 -1 Y21 0,86 4 1 1 Y22 0,86 5 -1 -1 Y11 0,87 6 -1 1 Y12 0,87 7 1 -1 Y21 0,88 8 1 1 Y22 0,86 Ecuación de respuesta y = 0,8588 + 0,00635B − 0,00125K ll Litología :Gabro Frente:Ojo de Agua –Serones. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 64 �Tesis Doctoral Tabla 27.Resultados de los experimentos y correlación en la experimentación de los barrenos de arranque. Diseño de la experimentación de los barrenos de arranque Matriz de planificación y resultados de los experimentos Factor X1 X2 Nivel principal Xi=0 0,950 Intervalo de variación ,ΔX 0,08 Nivel superior Xi = +1 1,030 Nivel inferior Xi = - 1 0,870 Nº del ensayo 1 -1 2 -1 3 1 4 1 5 -1 6 -1 7 1 8 1 1,00 0,2 1,20 0,80 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 Parámetro de optimización Denominación Valor Y11 Y12 Y21 Y22 Y11 Y12 Y21 Y22 0,85 0,82 0,86 0,86 0,87 0,87 0,88 0,86 Ecuación de respuesta y = 0,8588 + 0,00625Warr − 0,00625marr Litología :Gabro Frente:Ojo de Agua –Serones. Tabla 28 Resultados de los experimentos y correlación de los barrenos de contorno. Diseño de la experimentación de los barrenos de contorno Matriz de planificación y resultados de los experimentos Factor X1 X2 Nivel principal Xi=0 0,620 Intervalo de variación ,ΔX 0,030 Nivel superior Xi = +1 0,650 Nivel inferior Xi = - 1 0,590 Nº del ensayo 1 -1 2 -1 3 1 4 1 5 -1 6 -1 7 1 8 1 1,00 0,20 1,20 0,80 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 Parámetro de optimización Denominación Valor Y11 Y12 Y21 Y22 Y11 Y12 Y21 Y22 1,05 1,02 1,03 1,04 1,03 1,04 1,08 1,03 Ecuación de respuesta y = 1,04 + 0,0050a cont − 0,0075marr Litología :Gabro. Frente:Ojo de Agua –Yagrumal. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 65 �Tesis Doctoral Experimentos cuele recto con dos taladros de compensación Correlación entre el aprovechamiento y el coeficiente de llenado del barreno Aprovechamiento de los barrenos = -0,1882+2,4513*x-1,4583*x^2 Experimentos en cuele recto con dos taladros de compensación Correlación entre aprovechamiento de los barrenos y distancia entre el barreno y el taladro de compensación 0,845 Aprovechamiento de los barrenos = 0,5666+3,2023*x-9,2938*x^2 0,845 0,844 Aprovechamiento de los barrenos 0,844 Aprovechamiento de los barrenos 0,843 0,842 0,841 0,840 0,839 0,838 0,843 0,842 0,841 0,840 0,839 0,838 0,837 0,837 0,836 0,836 0,835 0,150 0,835 0,78 0,155 0,160 0,165 0,170 0,175 0,180 0,185 0,190 0,195 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 Coeficiente de llenado del barreno,Kll 0,200 Distancia entre el barreno y el taladro de compensación B,m Gráfico 1 Gráfico 2 Experimentos en cuele con dos taladros de compensación. Correlación entre el aprovechamiento de los barrenos y la distancia entre los taladros de compensación Aprov echamiento de los barrenos = 0,65+2,7248*x-9,6445*x^2 Aprovechamiento de los barrenos 0,845 0,844 0,843 0,842 0,841 0,840 0,839 0,838 0,837 0,836 0,835 0,120 0,125 0,130 0,135 0,140 0,145 0,150 0,155 0,160 0,165 0,170 Distancia entre los taladros de compensación htaladro,m Gráfico 3 Figura 34a. Campos y curvas de correlación de los experimentos en el cuele recto con dos taladros de compçensación. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 66 �Tesis Doctoral 0,861 0,860 Experimentos en cuele con un taladro de compensación. Correlación entre el aprov echamiento del barreno y el coef iciente de llenado.Túnel :Ojo de Agua-Serones. Aprov echamiento de los barrenos = 1,1358-0,6321*x+0,3546*x^2 0,862 Aprovechamiento de los barrenos Aprovechamiento de los barrenos Experimentos en cuele recto con un taladro de compensación Correlación entre el aprov echamiento del barreno y la distancia entre barreno y el taladro de compensación Túnel Ojo de Agua-Serones 0,862 0,859 0,858 0,857 0,856 0,855 0,854 0,853 0,150 0,160 0,155 0,170 0,165 0,180 0,175 0,190 0,185 0,200 0,195 Distancia entre el barreno y el taladro de compensación B,m Gráfico 4 0,861 0,860 0,859 0,858 0,857 0,856 0,855 0,854 0,853 0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 1 Coef iciente de llenado de los barrenos Kll Gráfico 5 Figura 34.b. Campo y curvas de correlación de los experimentos en el cuele recto con un taladro de compensación. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 67 �Tesis Doctoral Experimentos en barrenos de arranque con carga compacta.Correlación: Aprov echamiento de los barrenos v s Coef iciente de aproximación de las cargas.Túnel Ojo de Agua-Serones 0,8598 0,8596 0,8596 0,8594 0,8594 Aprovechamiento de los barrenos Aprovechamiento de los barrenos Experimentos en barrenos de arranque con carga compacta .Correlación aprov echamiento de los barrrenos v ersus Linea de menor resistencia.Túnel Ojo de Agua-Serones 0,8598 0,8592 0,8590 0,8588 0,8586 0,8584 0,8582 0,8580 0,8578 0,8576 0,84 C AB v s W a: 0,86 0,88 y = 0,86268261 - 0,00421760391*x 0,90 0,92 0,94 0,96 0,8590 0,8588 0,8586 0,8584 0,8582 0,8580 0,8578 0,98 1,00 1,02 Linea de menor resistencia de los barrenos de arranque,W a Gráfico 1 Correlación linea de menor resistencia versus aprovechamiento del barreno 0,8592 1,04 0,8576 0,75 Correlación C AB v s m arr y = 0,862730913 - 0,0041991018*x 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 Coef iciente de aproximación de las cargas,m arr Gráfico 2 Correlación aprovechamiento de los barrenos versus coeficiente de aproximación de las cargas. Figura 34.c. Campo y curvas de correlación de los experimentos en los barrenos de arranque. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 68 �Tesis Doctoral Experimentos en barrrenos de contorno con cargas desacopladas. Correlación entre el coef iciente de sobreexcav ación y el coef iciente de aproximación de las cargas de los barrenos de contorno m cont 1,044 Correlación: μ v s m arr : r = -0,4120; y = 1,04506353 - 0,00859022556*x 1,042 Coeficiente de Sobreexcavación Coeficiente de Sobreexcavación 1,042 1,040 1,038 1,036 1,034 1,032 0,75 Experimentos en barrrenos de contorno con cargas desacopladas. Correlación entre el coef iciente de sobreexcav ación y el coef iciente de aproximación de las cargas de los barrenos de contorno m cont 1,044 Correlación: μ v s m arr : r = -0,4120; y = 1,04506353 - 0,00859022556*x 1,040 1,038 1,036 1,034 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 Coef iciente de aproximación de las cargas Gráfico 1 Correlación coeficiente de sobreexcavación versus distancia entre barrenos de contorno 1,25 1,032 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 Coef iciente de aproximación de las cargas Gráfico 2.Correlación coeficiente de sobreexcavación versus coeficiente de aproximación de las cargas. Figura 34 d. Campo y curvas de correlación del experimento de los barrenos de contorno. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 69 �Tesis Doctoral N S 2 ( y) = ∑S i =1 N 2 i ∑f i =1 (181) i Si2 - es la dispersión del valor de la función de respuesta en el experimento i Si2 = (qi − qm ) 2 (182) fi - es el número de grados de libertad en la voladura experimental i f i = ni − 1 (183) ni - cantidad de ensayos paralelos en la voladura experimental i Al aplicar el criterio de Fisher se comprobó la adecuación del modelo con probabilidad de confianza correspondiente por lo que no se rechaza la hipótesis estadística. IV.5.4 Evaluación de los impactos producidos por la investigación Tecnológicos: el diseño más racional de la voladura de contorno a partir de los criterios que se proponen permite alcanzar contornos más estables debido a la reducción de las deformaciones producidas por la voladura, además de reducir la sobreexcavación y los consumos de hormigón lanzado y lograr una mejor aplicación de esta tecnología. Se reduce la operación de saneo o perfilado del contorno al obtener contornos más regulares (con menos entrantes y salientes) y techos y lados menos fisurados y fracturados. Económicos: la evaluación del impacto económico producido por la aplicación de los nuevos criterios de diseño de las voladuras que se proponen, se realizó considerando los criterios de Lijin et al (1973),Utkina (2003),Fedchenko et al (2004),Iseeva(2003) y de Mossakovsky (2004a,2004b), los cuales permitieron elaborar el procedimiento para evaluar el impacto económico (ver anexo) que se adecua más a las condiciones de Cuba. Los cálculos se realizaron con el programa informático EvalImpacEco en Excel sobre Windows XP (Sargentón ,2007d) y se muestran en el procedimiento de cálculo (tablas 1, 2, 3,4 y 5 del ANEXO 14), en total el impacto significa un ahorro económico anual de $2 189 885 pesos, la distribución del mismo por las minas y trasvases se muestra en las tablas 29,30 y 31 y se representa gráficamente en las figuras 31 y 32. Sociales: mayor seguridad de los trabajadores al disminuir la probabilidad de accidentes por desprendimientos de pedazos de rocas del techo y los lados de las excavaciones y mayores niveles de higiene y seguridad en los frentes de avance de las excavaciones. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 70 �Tesis Doctoral Tabla 29 Ahorros por reducción de la sobreexcavación y de los costos de sostenimiento con hormigón lanzado y con bulones Ahorros por reducción de: Costo en el sostenimiento Nº Mina,Trasvase sobreexcavación sobregasto en el Total por obras Avance anual Efecto anual con hormigón bulonado % Pesos/m % Pesos/m % Pesos/m % Pesos/m m Pesos 1 Mercedita 3,84 6,46 0,00 0,00 0,00 0,00 3,84 6,46 1368 8834 2 Amores 0,24 0,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,24 0,50 228 113 3 El Cobre 3,89 9,34 0,00 0,00 0,00 0,00 3,89 9,34 576 5379 4 Caney- Gilbert 4,54 31,32 4,61 31,79 2,86 19,71 12,00 82,82 1656 137149 5 Ojo de Agua-Yagrumal 4,45 41,18 4,31 39,91 2,56 23,70 11,32 104,79 540 56589 6 Ojo de Agua-Serones 3,97 36,75 3,69 34,14 1,94 17,93 9,59 88,82 720 63948 7 Esperanza-En medio 4,19 38,79 4,33 40,11 2,58 23,91 11,10 102,81 468 48116 8 Túnel de Toma 10,45 71,76 8,71 59,81 6,96 47,79 26,11 179,36 708 126984 Total 35,57 236,09 25,64 205,76 16,89 133,04 78,10 574,89 6264 447112 Tabla 30 Ahorros por incremento de avance. Nº Mina,Trasvase 1 2 3 4 5 6 7 8 Mercedita Amores El Cobre Caney- Gilbert Ojo de Agua-Yagrumal Ojo de Agua-Serones Esperanza-En medio Túnel de Toma Total Ahorro por Incremento de avance,m Efecto anual por ciclo Anual Pesos 0,27 154 25951 0,20 113 29286 0,18 101 24294 1,05 603 416409 0,50 286 264466 0,54 309 286245 0,91 524 359768 0,85 490 336355 4,48 2580 1742773 M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 71 �Tesis Doctoral Tabla 31. Ahorros por reducción de la sobreexcavación , de los costos de sostenimiento y por el incremento del avance. Nº Mina,Trasvase 1 2 3 4 5 6 7 8 Mercedita Amores El Cobre Caney- Gilbert Ojo de Agua-Yagrumal Ojo de Agua-Serones Esperanza-En medio Túnel de Toma Total M.Sc. Gilberto Sargentón Romero Ahorro que se produce por la aplicación de los resultados de la investigación, pesos Por reducción de Sobregasto en Sobreexcavación Por incremento de avance Hormigón lanzado Bulonado 8834 0,00 0,00 25951 113 0,00 0,00 29286 5379 0,00 0,00 24294 51860 52643 32647 416409 22239 21550 12800 264466 26457 24579 12912 286245 18154 18773 11189 359768 50805 42345 33833 336355 183 841 159 890 103 380 1 742 773 Total 34785 29400 29672 553558 321054 350193 407884 463339 2 189 885 72 �Tesis Doctoral Efecto económico por reducción de la sobreexcavación y de costos en el sostenimiento 160000 140000 Efecto económico,Pesos 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Mercedita Amores El Cobre Caney- Gilbert Ojo de AguaYagrumal Ojo de AguaSerones Esperanza-En medio Túnel de Toma Minas y trasvases Figura 35 Ahorro anual por reducción de la sobre excavación y de los costos de sostenimiento. M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 73 �Tesis Doctoral Ahorro económico anual por incremento del avance Ahorro económico,pesos 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 Mercedita Amores El Cobre Caney- Gilbert Ojo de AguaYagrumal Ojo de AguaSerones Esperanza-En medio Túnel de Toma Minas y Trasvases Figura 36 Ahorro anual por incremento del avance en los frentes de excavación M.Sc. Gilberto Sargentón Romero 74 �Anexos Tesis Doctoral Medioambientales: La introducción de los nuevos criterios de diseño de las voladuras implica: la reducción de las fisuras en el macizo rocoso que rodea a la excavación y la dism instalaciones, viviendas y en general sobre la superficie terrestre y niveles más bajosinución de los efectos sísmicos de las voladuras sobre edificaciones contaminación de la atmósfera subterránea por gases tóxicos debido a menores gastos de sustancias explosivas y de medios de explosión. [Sargentón y Terrero,2003; Sargentón , Hinojosa y Rigñack ,2004); Sargentón y Salazar (2005),Colectivo de autores ,2006a ; Colectivo de autores ,2006 b , Rodríguez Córdoba , 2002). IV.6 Conclusiones del capítulo. Se realizaron trabajos de laboratorio para la determinación de las propiedades másicas y mecánicas de las rocas, trabajos de campo que permitieron el estudio del agrietamiento de estos macizos y su caracterización petrográfica y la medición de las dimensiones principales de las excavaciones subterráneas en las minas y trasvases donde se realizaron las investigaciones. El levantamiento de la sección transversal de las excavaciones subterráneas permitió también la evaluación de la sobreexcavación y la rugosidad del contorno. Se diseñaron voladuras experimentales tomando como basamento la teoría matemática del experimento, estas voladuras se realizaron para cada grupo del conjunto de barrenos que integran la voladura en el frente de avance de las excavaciones subterráneas. Los resultados de las voladuras experimentales fueron sometidos a análisis estadístico y verificadas las hipótesis estadísticas de Fisher, Kolmogorov y producidos por la investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Pearson. Por último, se explican los impactos �Anexos Tesis Doctoral CONCLUSIONES M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral CONCLUSIONES. 1. A partir del estudio de las propiedades másicas y mecánicas de las rocas, las características mecánico-estructurales de los macizos rocosos, la modelación del campo tenso-deformacional y el diseño y la ejecución de voladuras experimentales a escala de polígono e industriales se elaboran los criterios para el diseño de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas que se fundamentan en la modelación de la acción de la explosión sobre el medio rocoso. 2. Tomando como base el diseño y la realización de las voladuras experimentales para investigar la acción de las cargas de sustancia explosiva de los tres grupos del conjunto de barrenos sobre el medio rocoso, se realizó la propuesta de una metodología para el ajuste de los pasaportes de perforación y voladura en el laboreo de excavaciones subterráneas de sección transversal media y pequeña. 3. Los resultados alcanzados con las voladuras experimentales, diseñadas y ejecutadas según los criterios propuestos, permitieron comprobar que se ahorra un total de 2 189 885 pesos por reducción de la sobreexcavación, por reducción de los costos de sostenimiento y por el incremento del avance. 4. La introducción de los nuevos criterios para el diseño de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas implica la reducción de las fisuras en el macizo rocoso que rodea a la excavación y la disminución de los efectos sísmicos de las voladuras sobre edificaciones ,instalaciones , viviendas y en general sobre la superficie terrestre y niveles más bajos de la contaminación de la atmósfera subterránea por gases tóxicos debido a menores gastos de sustancias explosivas y de medios de explosión. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral RECOMENDACIONES M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral RECOMENDACIONES. 1. Generalizar el empleo de los nuevos criterios para el diseño y la ejecución de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas con área de la sección transversal pequeña y mediana y las metodologías que se proponen para el ajuste de los pasaportes de perforación y voladura y la realización de las voladuras experimentales. 2. Es preciso continuar las investigaciones para determinar los consumos específicos racionales de sustancia explosiva en la construcción de obras subterráneas y la influencia de las características del agrietamiento en la efectividad de las voladuras. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DEL AUTOR ASOCIADO AL TEMA DE TESIS. Publicaciones sobre la temática: 1. Algunas cuestiones sobre la construcción de depósitos de combustibles bajo tierra. Coautor. Revista Minería y Geología. 1-86. 2. Valoración de las características de resistencia de las rocas con el tiempo y bajo la acción de diferentes líquidos. Coautor. Revista Minería y Geología 3-86. 2. Manual de Proyecto de Excavaciones Subterráneas Horizontales. MES. Ciudad Habana.1990.Coautor. 3. Manual de Proyecto de Excavaciones Subterráneas Verticales. MES. Ciudad Habana.1991.Coautor. 4. Sargentón,R.G. y López ,P.O.: Sistema computadorizado para el cálculo de las fortificaciones de las excavaciones mineras subterráneas.Revista Minería y Geología.392. 5. Sargentón, R.G. ,Martinez,G.F., Soffí,M.P.: Perfeccionamiento de la tecnología de los trabajos de perforación y voladura en la Mina Mercedita. Revista Minería y Geología .2- 1993. 6. Sargentón, R.G. , Quiroga S. V. Selección efectiva de cueles al excavar túneles. Memorias II Congreso Cubano de Geología y Minería .1994. 7. Sargentón ,R.G., López P.O.: Producción de explosivos granulados a pie de obra. Memorias X Forum de Ciencia y Técnica.1995. 8. Sargentón, RG., Batista,L.J.:Mecanismo de rotura de las rocas en el cuele en cuña. Revista Minería y Geología ,V.21 n.4, 2005.ISNN 0258 5979. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos 9. Tesis Doctoral Sargentón,R.G.:Proyecto de Construcción de los túneles del Trasvase SabanalamarPozo Azul. Empresa de Investigación y Proyectos Hidráulicos de Holguín “Raudales”.Holguín.2005. 10. Sargentón,R.G.:Criterios para la proyección de voladuras en la excavación de obras subterráneas.CD-ROOM. ISBN:978 959 1605436. III Conferencia Científica Internacional de la Universidad de Holguín.2007. 11. Sargentón,R.G. y Otaño,N.J.:Criterios para la proyección , el cálculo y la ejecución de los cueles rectos o triturantes con taladros de compensación. Minería y Geología V.23 n.4., 2007.ISSN 1993 8012. Presentación de los principales resultados de las investigaciones en eventos y ponencias presentadas en los mismos: Eventos Internacionales. • Primera Conferencia Internacional de Ingeniería Geológica y Minería. Moa.1990. Ponencia: Perfeccionamiento de la tecnología de construcción de excavaciones horizontales en las minas de cromo del nordeste de Holguín. • XIII Congreso Mundial de Minería..Pekin.República Popular China.1990. Ponencia; Study for the use of Exhausted Mines for Other Economic Objectives. • II Simposio Internacional de Minería y Metalurgia. Ciudad Habana.1991. Ponencia: Perfeccionamiento de la tecnología de construcción de las excavaciones subterráneas en la mina “Mercedita” • Segundo Congreso Cubano de Geología y Minería. Santiago de Cuba.1994. Ponencia: Utilización de cueles combinados en la excavación de túneles de sección media. Ponencia: Perfeccionamiento de la tecnología de construcción de las excavaciones de las minas y obras subterráneas de Cuba. • Conferencia Internacional de Ingeniería. CIIMEC-97.Universidad de Holguín.1997. Ponencia : Sistema automatizado para la proyección de obras subterráneas.(SAPOS) • VI Conferencia Internacional de Software para Ingeniería. Universidad de Holguín.1997. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Ponencia: Sistema automatizado para el cálculo de los procesos tecnológicos de construcción de obras subterráneas. • Tercera Conferencia Internacional de Aprovechamiento de Recursos Minerales. CINAREM. Moa.2002. Ponencia : Fundamentación teórico-experimental del mecanismo de rotura de las rocas en el cuele en cuña. • III Conferencia Científica Internacional de la Universidad de Holguín “Oscar Lucero Moya” Holguín.2007. Ponencia: Criterios para la proyección de voladuras en la excavación de obras subterráneas. Eventos Nacionales: Primer Encuentro de técnicos mineros y salineros. Nuevitas, Camagüey.1974. Ponencia : Optimización de los pasaportes de perforación y voladura en las minas Cromita y Cayoguan. Primer Forum Científico-Técnico del Níquel. ISMM. Moa.1981. Ponencia: Perfeccionamiento de los pasaportes de perforación y voladura de las minas Cromita y Cayoguan. Segundo Fórum Científico-Técnico del Níquel.ISMM.Moa.1985. III Conferencia Científico-Metodológica del ISMM.Moa.1983. V Conferencia Científico-Metodológica del ISMM.Moa.1984. Ponencia: Enfoque filosófico de la enseñanza de la construcción subterránea. Primer Evento Provincial Científico-Técnico de la UNAICC.Holguín.1985. • I Conferencia Científico-Técnica del CIPIMM. Ciudad Habana.1986. Ponencia: Utilización de las minas abandonadas de región oriental en otros fines de la economía nacional. • VII Conferencia Científico-Metodológica del ISMM. Moa.1986. Ponencia: Proyecto de ubicación de un frigorífico en la mina Cromita. • VIII Conferencia Científico-Metodológica del ISMM. Moa.1987. Ponencia: Proyecto de ubicación de un socavón docente en el ISMM como vía para desarrollar la base material de estudio. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Primer Tesis Doctoral Encuentro Científico-Técnico “ La Geología y la Minería en la Construcción”.Moa.1987. Ponencia : Estudio de las minas abandonadas del nordeste de la provincia de Holguín para su utilización en otros fines de la Economía Nacional. Forum Nacional Estudiantil de Ciencias Técnicas. Cienfuegos.1989. Ponencia: Sistema computadorizado para el cálculo de las fortificaciones de las excavaciones mineras subterráneas. IX Conferencia Científico-Metodológica del ISMM. Moa.1990. Ponencia: Caracterización de la irregularidad de las excavaciones subterráneas en las microcomputadoras. II Conferencia Científico-Metodológica de Computación del ISMM. Moa.1990. Ponencia: Software para la caracterización de la irregularidad de las excavaciones subterráneas en las microcomputadoras. Activo de Calidad de las Construcciones en la Región Oriental. UCM.1992. Ponencia: Calidad de los trabajos de voladura en la excavación de túneles. IX Forum de Ciencia y Técnica .ECM Nº2. Holguín.1994. Ponencia : Selección efectiva de cueles en la excavación de túneles IX Forum de Ciencia y Técnica. UCM. Ciudad Habana.1994. Ponencia : Selección efectiva de cueles en la excavación de túneles X Forum de Ciencia y Técnica .Estado Mayor Provincial. Holguín.1995. Ponencia: Producción de explosivos granulados a pie de obra. X Forum de Ciencia y Técnica. Ejército Oriental.1995. Ponencia: Producción de explosivos granulados a pie de obra. III Taller de Túneles y Construcción Subterránea. ISMM. Moa.1996. Ponencia : Utilización del atraque en la excavación de túneles. Jornada Científico-Técnica de la Región Oriental.UCM. Mayarí.2007. Ponencia: Criterios para la proyección de voladuras en la excavación de obras subterráneas. XVI Forum de Ciencia y Técnica. Universidad de Holguín. Abril 2008. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Ponencia: Nuevos criterios para la proyección de voladuras en la excavación de túneles hidrotécnicos. Tesis de Maestría en Voladura Para la culminación de la Maestría en Voladura realizada en el Instituto Superior MineroMetalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” el autor presentó y defendió la siguiente tesis: Perfeccionamiento de los trabajos de perforación y voladura en la excavación de túneles en Cuba Oriental. Moa. 1997. Trabajos premiados: 1. Investigación de la Explotación Subterránea de yacimientos minerales pequeños cubanos. Premio al Mérito Científico –Técnico que otorga el ministro del MES.1985. 2. Sistema computadorizado para el cálculo de las fortificaciones de las excavaciones mineras subterráneas. Premio especial del MINBAS.1989. 3. Selección efectiva de cueles al excavar túneles. XIV Forum de Ciencia y Técnica 1994.Unión de Construcciones Militares. Premio Destacado. 4. Propuesta de Tecnología de producción de explosivos granulados a pie de obra. Empresa de Construcciones Militares Nº2. 1995.Premio Relevante. 5. Aplicación de una tecnología para la producción de explosivos granulados a pie de obra. Unión de Construcciones Militares.1995.Premio Destacado. 6. Producción de explosivos granulados a pie de obra. XV Forum de Ciencia y Técnica.1995. Premio Relevante. Ejercito Oriental. 7. Criterios para la proyección de voladuras en la excavación de túneles hidortécnicos. Premio Relevante Jornada Científico-Técnica de la Región Oriental. UCM. Mayarí.2007. 8. Nuevos criterios para la proyección de voladuras en la excavación de obras subterráneas. XVI Forum de Ciencia y Técnica. Universidad de Holguín 2008.Premio Relevante. Trabajos realizados a la producción y los servicios 1. Diseño, proyección y ejecución de voladuras especiales en los tanques de derretido de la Planta de Azufre y Secadero. Fábrica de Níquel Pedro Sotto Alba. Moa. 1992. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral 2. Perforación por voladura de las losas de hormigón de la sección T -26.Empresa de Construcciones Militares.1993. 3. Propuesta de tecnología de excavación de túneles populares mediante voladura en el municipio Moa.1992. 4. Consultoría sobre ejecución de voladura en roca caliza para la toma de muestra tecnológica a la Empresa Cubana de Minería del Este.1997. Tutor de Tesis de Maestría Tema de tesis: Perfeccionamiento de la tecnología de perforación y voladura en la excavación de túneles de sección media.2002. Cursos de Postgrados impartidos. Problemas actuales de la Mecánica de rocas y la Construcción Subterránea.1987. Modelación con materiales equivalentes.1988. Trabajos de laboratorio para la investigación de las propiedades físico-mecánicas de las rocas.1989. Tecnología de Construcción de Empresas Mineras.1989. Fragmentación de rocas por voladura.2006. Elaboración de Programas Informáticos. Sistema Computadorizado para el cálculo de las fortificaciones de las obras subterráneas. Moa.1987. Programa informático para el cálculo de la rugosidad del contorno de las excavaciones subterráneas laboreadas por voladura. ISMM.1988 Sistema Automatizado para la Proyección de Obras Subterráneas (SAPOS).Holguín.1998. Paquete de programas informáticos para el cálculo de voladuras en obras subterráneas. (PPIVOS).Universidad de Holguín.2007 Tutoría de Trabajos de Diplomas. 1. Experimentación de la voladura de contorno en le laboreo de excavaciones en la mina Mercedita.ISMM. Moa.1986. 2. Estudio de la organización del trabajo del laboreo de excavaciones subterráneas horizontales en las minas de cromo refractario del nordeste de la provincia de Holguín. . ISMMM. Moa.1987. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral 3. Estudio de la acción de diferentes líquidos y el tiempo sobre las características de resistencia de las rocas en las minas de cromo de la región Moa-Baracoa.ISMM. Moa.1988. 4. Elección del esquema tecnológico más racional para el laboreo de excavaciones horizontales de las minas de cromo refractario del norte de la provincia de Holguín. ISMMM. Moa.1988. 5. Vías para aumentar la efectividad de la tecnología de laboreo de las excavaciones en la mina Mercedita. ISMMM. Moa.1988. 6. Elaboración de los esquemas tecnológicos racionales de laboreo de las excavaciones mineras horizontales de la mina El Cobre.ISMMM. Moa.1989. 7. Sistema computadorizado para el cálculo de las fortificaciones de las excavaciones subterráneas horizontales. ISMM. Moa.1989. 8. Estudio de la tecnología de laboreo de contrapozos en la mina Mercedita. ISMM. Moa.1991. 9. Perfeccionamiento de los trabajos de perforación y voladura en la construcción de excavaciones horizontales en la mina “El Cobre”.ISMM. Moa.1990. 10. Propuesta de los esquemas tecnológicos de construcción de excavaciones horizontales en la mina Mercedita. ISMMM. Moa.1991 11. Aplicación de la explosión lisa en los túneles del Trasvase Este - Oeste. ISMM. Moa.1992. 12. Perfeccionamiento de los trabajos de perforación y voladura en los túneles del Trasvase Melones - Sabanilla. ISMMM. Moa.1992. 13. Aplicación del hormigón lanzado mediante voladura en túneles de sección media. ISPJAM. Santiago de Cuba.1994. 14. 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Tesis Doctoral �Anexos Tesis Doctoral ANEXOS M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla de Anexos Anexo 1 Valores de las características de resistencia y de las propiedades másicas, acústicas y elásticas y de los parámetros minero-tecnológicos de las litologías objeto de estudio en los macizos rocosos de las minas y trasvases objeto de investigación. Anexo 2 Características del agrietamiento en los macizos objeto de estudio en las minas y trasvases objeto de investigación. Anexo 3 Características de las excavaciones objeto de estudio. Anexo 4 Levantamiento de la sección transversal de las excavaciones subterráneas objeto de estudio Anexo 5 Comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción (base) en las minas y trasvases objeto de investigación. Anexo 6 Gráficos del comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción (base) en las minas y trasvases objeto de investigación. Anexo 7 Gráfico del comportamiento de la velocidad mensual de avance. Anexo 8 Parámetros principales de las ondas de choque y de presión en las litologías objeto de estudio en los macizos en investigación. Anexo 9. Gráficos de los campos tensionales producidos por una carga compacta de tectrón en las litologías donde están enclavadas las obras en investigación. Anexo 9A Determinación del campo tenso-deformacional con cargas compactas de sustancia explosiva en las litologías objeto de estudio en las minas y trasvases. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Anexo 9B Determinación del campo tenso-deformacional con cargas desacopladas de sustancia explosiva en las litologías objeto de estudio en las minas y trasvases. Anexo 10 Parámetros del campo tenso-deformacional con cargas de sustancias explosivas compactas y desacopladas en las litologías objeto de estudio y los macizos objeto de investigación Anexo 11 Comportamiento de los principales indicadores de las voladuras experimentales Anexo 12 Distribución estadística de los indicadores de las voladuras experimentales. Anexo 13 Registro fotográfico de los contorneados de las excavaciones en los emboquilles. Anexo 14 Pasaportes de las voladuras experimentales. Anexo 15 Parámetros de los cueles Anexo 16 Procedimiento de cálculo de los impactos económicos de la investigación M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 1 Valores de las características de resistencia y de las propiedades másicas, acústicas y elásticas y de los parámetros minero-tecnológicos de las litologías presentes en los macizos rocosos de las minas y trasvases en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Valores de las propiedades másicas. Nº Litología Densidad ,kg/m³ Masa volumétrica,kg/m³ Porosidad Total,% Valor A.% Valor A,% Valor A,% Mina:Mercedita 1 Dunitas 2770 10,39 2660 4,70 3,97 2 Cromitas 3980 11,83 3920 4,02 1,51 3 Serpentinita. 2530 9,90 2460 1,98 2,77 4 Peridotita 2860 10,71 2830 10,95 1,05 5 Gabro 2870 9,65 2540 8,51 11,50 Mina :Amores 1 Dunitas 2790 11,45 2700 11,11 3,23 2 Harzburgitas 2790 10,71 2700 11,50 3,23 3 Serpentinitas 2860 10,82 2830 10,70 1,05 4 Cromitas 3950 10,57 3850 10,62 2,53 Mina:El Cobre 1 Porfirita andesiticas 2750 10,72 2560 10,87 6,91 2 Tobas andesíticas 2690 5,54 2570 10,54 4,46 3 Areniscas tobaceas 2910 9,68 2490 8,80 14,43 Trasvase :Caney-Gilbert 2910 10,8 2300 4,20 20,96 1 Tobas 2840 9,6 2210 3,90 22,18 2 Aglomerados Trasvase:Sabanalamar-Pozo Azul 1 Aleurolitas 2750 11,8 2080 4,05 24,36 2 Esquistos verdes 2710 10,4 2600 3,90 4,06 3 Calizas arcillosas 2710 9,9 2330 4,20 14,02 Fuente: Noa (2003) M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 6,50 7,90 6,90 10,50 9,30 4,17 8,03 4,50 4,17 7,50 7,20 9,50 8,60 7,80 8,3 7,8 8,5 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Valores de las características de resistencia de las litologías presentes en las minas y trasvases en investigación. Características de resistencia estática Nº Litología Características de resistencia dinámica [σ ], MPa [σ ],MPa [σ ] ,MPa [σ ] ,MPa [σ ],MPa Valor Valor. A,% Valor A,% Valor . A,% e c A.% e t e cor d c Valor d t A.% [σ ] ,MPa d cor Valor. A,% Dinamicidad Comp Tracción k dc k dt Mina:Cromita 1 2 3 4 5 Dunitas Cromitas Serpentinita. Peridotita Gabro 43,34 67,70 29,43 31,25 43,22 27,25 23,63 23,96 26,76 29,73 4,65 7,00 4,14 4,51 4,57 24,20 8,20 25,50 687,26 27,25 26,82 12,57 24,52 1037,45 23,63 21,58 6,37 22,23 472,48 23,96 23,41 6,85 25,43 496,28 26,76 25,58 8,11 27,31 680,81 29,73 15,46 22,44 13,94 15,01 15,08 24,20 26,82 21,58 23,41 25,58 57,37 87,98 44,61 47,98 56,80 25,50 24,52 22,23 25,43 27,31 15,86 15,32 16,05 15,88 15,75 3,32 3,21 3,37 3,33 3,30 72,9 73,9 31,25 67,7 23,90 21,61 20,45 19,60 4,86 4,14 4,51 6,87 22,58 10,87 23,24 1156,29 25,20 10,10 23,41 1172,76 21,18 6,85 20,82 496,28 20,41 12,45 20,01 1066,43 16,19 13,94 15,01 21,93 22,58 25,20 21,18 20,41 76,07 70,69 47,98 87,16 23,24 23,41 20,82 20,01 15,86 15,87 15,88 15,75 3,33 3,37 3,33 3,19 18,30 19,29 46,98 17,265 15,63 62,43 21,43 146,36 22,98 15,77 12,76 14,52 71,77 15,19 15,67 3,44 3,44 3,44 20,98 19,65 10,94 18,93 Mina:Amores 1 2 3 4 Dunitas Harzburgitas Serpentinitas Cromitas 23,90 21,61 20,45 19,60 Mina:El Cobre 1 Porfirita andesiticas 2 Tobas andesíticas 3 Areniscas tobaceas 25,40 15,24 5,32 19,29 6,71 17,27 396,90 15,24 72,26 24,53 18,15 21,43 20,91 22,98 1139,18 24,53 85,00 15,86 3,71 14,52 10,25 15,19 1331,64 15,86 Trasvase:Caney-Gilbert 1 Tobas 2 Aglomerados 25,60 24,45 40,00 20,05 6,10 19,65 3,18 18,93 7,21 22,05 6,51 19,49 419,33 24,45 655,20 20,05 50,50 45,58 24,45 16,38 20,05 16,38 3,44 3,44 25,5 22,39 24,3 107,23 22,6 34,20 24,05 16,12 23,1 15,57 21,6 15,97 2,86 1,65 2,54 Trasvase: Sabanalamar-Pozo Azul 1 Aleurolitas 2 Esquistos verdes 3 Calizas arcillosas 11,80 176,00 21,70 22,6 21,9 20,6 2,60 4,00 3,30 25,5 3,20 24,05 190,20 24,3 15,32 23,1 2740,95 22,6 4,89 21,6 346,64 22,6 21,9 20,6 7,43 6,59 8,38 Observación: Datos de las Características de resistencia estática de las rocas. Fuente: Noa (2003) M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Valores de las propiedades acústicas de las rocas Nº Litología Velocidad de las ondas,m/s Rigidez Acústica E,MPa 3 Vl A.% Vt A,% J, m/s kg/m A,% Valor A,% Mina:Mercedita 1 Dunitas 4578 9,8 2616 9,7 1,27.107 9,8 23841 9,7 7 2 Cromitas 5429 10,1 3016 9,9 2,16.10 10,1 46228 9,9 3 Serpentinita. 3783 12,3 2225 11,9 9,57.106 12,3 15475 11,9 4 Peridotita 4403 9,6 2380 9,4 1,26.107 9,6 20954 9,4 7 5 Gabro 4930 9,8 2595 9,2 1,41.10 9,8 25281 9,2 Mina:Amores 1 Dunitas 4411 12 2595 11,8 1,23.107 12 23206 12,0 7 2 Harzburgitas 3618 11,9 2067 11 1,01.10 11,9 14995 11,9 3 Serpentinitas 4403 10,6 2446 10,6 1,26.107 10,6 21847 10,6 4 Cromitas 5604 9,9 3029 9,5 2,21.107 9,9 46881 9,9 Mina:El Cobre 1 Porfirita andesititas 5520 15,5 2950 16,1 1,52.107 15,5 33600 12 2 Tobas andesíticas 5040 14,7 2800 15,9 1,36.107 14,7 68330 12,5 3 Areniscas tobaceas 5220 13,9 2900 14,7 1,52.107 13,9 32700 12,3 Trasvase:Caney-Gilbert 1 Tobas 4954 9,9 2477 12,5 1,44.107 9,9 23806 9,9 2 Aglomerados 3300 10,1 1810 13,1 9,37.106 10,1 11955 10,1 Trasvase:Sabanalamar-Pozo Azul 1 Aleurolitas 3250 12,3 1083 13,2 8,94.106 12,3 60000 15,3 2 Esquistos verdes 5750 11,8 3194 12,6 1,56.107 11,8 76000 12,8 7 3 Calizas arcillosas 4078 10,8 1359 13,2 1,11.10 10,8 73000 11,9 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. μ Valor A,% G,MPa Valor A,% 0,258 0,277 0,235 0,294 0,308 9,7 9,9 11,9 9,4 9,2 18958 36207 12526 16199 19322 9,7 9,9 11,9 9,4 9,2 0,24 0,26 0,28 0,29 11,9 11,5 10,6 9,7 18784 11923 17111 36240 23,90 21,61 20,45 19,60 0,30 0,28 0,28 11 11,9 12 23932 21090 24473 16,1 15,9 14,7 0,33 0,28 9,9 10,1 13103 21,61 8840 20,45 0,24 0,28 0,30 12,1 3,23.103 11,0 2,77.104 10,6 5,0.103 12,3 11,8 10,8 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Valores de los parámetros minero-tecnológicos de las rocas Nº Índice de Fortaleza, Litología f * P f Triturabilidad, Vmax*** f ** B Valor A,% Volabilidad,q****,kg/m³ Valor A,% 0,43 27,25 Índice de Fragilidad Valor A,% Mina:Mercedita 1 Dunitas 2 Cromitas 3 Serpentinita. 4 Peridotita 5 Gabro 4 7 3 3 4 5 7,0 10,33 9,32 25,725 7 6,4 6,51 0,68 23,63 9,67 25,225 4 6,2 11,01 0,29 23,96 7,11 22,77 4 8,0 10,5 0,31 26,76 6,93 25,085 5 7,77 9,42 0,43 29,73 9,46 27,655 7 7 3 7 7 6,30 21,31 0,73 11,45 15,00 23,24 7 4,27 19,10 0,74 10,71 17,85 23,41 4 5,26 19,90 0,31 10,82 6,93 20,82 7 6,00 20,80 0,68 10,57 9,85 20,01 3 7 9 4 2,5 20,25 0,25 15,24 4,77 17,27 7 7,01 24,70 0,72 24,53 3,98 22,98 8 7,10 14,58 0,85 15,86 22,91 15,19 3 4 4 3,59 24,45 0,26 24,45 4,20 22,05 5 5,17 20,05 0,40 20,05 12,58 19,49 2 - - 0,12 22,6 4,54 24,05 14 - - 1,76 21,9 44,00 23,1 3 - - 0,22 20,6 6,58 21,6 Mina:Amores 1 Dunitas 2 Harzburgitas 3 Serpentinitas 4 Cromitas Mina : El Cobre 1 Porfirita andesiticas 2 Tobas andesíticas 3 Areniscas tobaceas Trasvase:Caney-Gilbert 1 Tobas 2 Aglomerados Trasvase:Sabanalamar-Pozo Azul 1 Aleurolitas 2 Esquistos verdes 3 Calizas arcillosas Observación: 1 18 2 * P - índice de fortaleza según ** B -índice de fortaleza según f f Protodiaconov: Barón . Datos de Triturabilidad q****-volabilidad según Pokrovsky. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. *** Vmax :Fuente Noa (2003). �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 2 Características del agrietamiento en los macizos de las minas y trasvases donde se realizaron las investigaciones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos ANEXO 2.1 Características del agrietamiento en mina Mercedita M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral �Anexos Gráfico 1 Principales planos de agrietamiento Tesis Doctoral Gráfico 2 Rosa de agrietamiento Gráfico 3 Histograma de frecuencia de la abertura de las grietas. Gráfico 4 Histograma de frecuencia del espaciamiento entre grietas. Gráfico 5 Histograma de frecuencia del tipo de grieta. Gráfico 6 Histograma de frecuencia del tipo de relleno. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos ANEXO 2.2 Estudio del agrietamiento en la mina Amores M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral �Anexos Gráfico 1 Principales planos de agrietamiento Gráfico 5 Histograma de frecuencia del tipo de grieta. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral Gráfico 2 Rosa de agrietamiento Gráfico 3 Histograma de frecuencia de la abertura de las grietas. Gráfico 4 Histograma de frecuencia del espaciamiento. Gráfico 6 Histograma e frecuencia del tipo de relleno. �Anexos ANEXO 2.3 Estudio del agrietamiento en la mina El Cobre M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral �Anexos Tesis Doctoral Gráfico 2 Rosa de agrietamiento Gráfico 1 Principales planos de agrietamiento Gráfico 4 Histograma de frecuencia del espaciamiento Gráfico 3 Histograma de frecuencia de la abertura de las grietas. Gráfico 6 Histograma e frecuencia del tipo de relleno. . M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Gráfico 5 Histograma de frecuencia del tipo de grieta �Anexos ANEXO .2.4. Estudio del Agrietamiento en el Trasvase Caney - Gilbert M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral �Anexos Gráfico 1 Planos principales de agrietamiento Trasvase Caney-Gilbert Gráfico 4Histograma de frecuencia del espaciamiento de las grietas M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral Gráfico 2 Rosa de agrietamiento Caney-Gilbert. Gráfico 3 Histograma de freucnecia de la Abertura de las grietas Gráfico 5 Histograma de frecuencia del tipo de relleno de las grietas. Gráfico 6 Histograma e frecuencia del tipo de grietas. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 2.5 Estudio del agrietamiento en el Trasvase Este-Oeste. Etapa Melones-Sabanilla. Túnel : Esperanza-En medio M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Gráfico 2 Rosa de agrietamiento Gráfico 1 Principales planos de agrietamiento Gráfico 3 Histograma de frecuencia de la abertura de las grietas. Gráfico 4 Histograma de frecuencia del espaciamiento. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Gráfico 5 Histograma de frecuencia del tipo de grieta. Gráfico 6 Histograma e frecuencia del tipo de relleno. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 3 Características de las excavaciones en las minas y trasvases donde se realizaron las investigaciones. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Dimensiones útiles, de proyecto y de laboreo de las excavaciones en investigación Nº Obra subterránea Dimensiones de proyecto Sp, m2 Bp ,m Hp ,m Pp ,m Dimensiones Útiles Su , m2 Bu ,m Hu,m Pu,m Dimensiones de laboreo Sl,m2 Bl,m Hl,m Pl,m 4,72 4,72 2,2 2,2 2,30 2,30 5,85 5,85 4,72 4,72 2,2 2,2 2,3 2,3 5,85 5,85 5,70 2,12 2,46 6,78 5,27 2,09 2,28 6,30 4,72 4,72 2,2 2,2 2,30 2,30 5,85 5,85 4,72 4,72 2,2 2,2 2,3 2,3 5,85 5,85 5,30 5,25 2,11 2,09 2,30 2,24 6,32 6,26 5,42 5,42 2,5 2,5 2,70 2,70 6,56 6,56 5,42 5,42 2,5 2,5 2,7 2,7 6,56 6,56 6,53 6,41 2,41 2,59 2,69 2,55 7,45 7,28 16,33 4,2 16,33 4,2 16,33 4,2 4,70 4,70 4,70 11,25 11,25 11,25 13,93 13,93 13,93 3,8 3,8 3,8 4,3 4,3 4,3 13,33 19,15 4,91 13,33 19,25 4,95 13,33 19,30 4,95 5,29 5,35 5,40 12,60 12,70 12,75 20,57 34,80 30,89 30,89 4,80 6,06 5,95 5,95 12,34 16,77 14,91 14,91 18,10 31,45 27,91 27,91 4,60 6,6 5,90 5,90 4,40 5,86 5,75 5,75 11,84 15,57 13,61 13,61 27,74 40,36 36,50 36,29 5,55 5,66 7,26 7,58 5,4 6,14 6,26 6,51 14,25 18,05 17,89 16,07 3,6 3,6 8,91 8,91 8,66 8,66 3,40 3,40 3,50 3,50 8,31 8,31 - - - Mina:Mercedita 1 2 1 2 1 2 1 2 3 1 2 3 4 Socavón principal M-1 Galería principal de nivel Mina: Amores Socavón principal A-1 Galería de nivel E-1 Mina:Grande El Cobre Galeria longitudinal nivel +0,0 Galería transversal nivel +30,0 Tasvase:Caney-Gilbert Túnel principal Túnel inclinado I Túnel inclinado II Trasvase:Melones –Sabanilla Túnel toma Túnel Esperanza-En medio Túnel Ojo de Agua-Yagrumal Túnel Ojo de Agua-Serones Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 Túnel 2 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 4,8 6,9 6,30 6,30 10,83 3,6 10,83 3,6 - �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Principales parámetros minero-tecnológicos de las excavaciones en investigación. Nº Obra subterránea Extensión, m Pendiente Dirección,Grados H ,m γ* Carácter del frente Mina Mercedita 1 2 Socavón principal M-1 Galería principal de nivel 600 200-300 0,008 0,008 285 250 120-350 120-350 75 69 Homogéneo Homogéneo 1 2 1 2 Socavón principal A-1 Galería de nivel E-1 Mina Grande El Cobre Galeria longitudinal nivel +0 Galería transversal nivel +30 300 150 0,008 0,008 290 265 120-250 120-200 15 29 Homogéneo 860 250 0,008 0,008 200-400 200-400 82 4 Homogéneo Homogéneo 1 2 Tasvase:Caney-Gilbert Túnel principal Túnel inclinado I 1915 240 140/160 160 100-200 100-200 50 - Heterogéneo Heterogéneo 3 Túnel inclinado II 280 0,0003 0,1760,212 0,1760,212 100-200 - 0,003 0,003 0,003 0,003 180 180 180 180 0,0006 0,0006 90 90 Mina Amores 1 2 3 4 1 2 Trasvase:Melones –Sabanilla Túnel toma 358 Túnel Esperanza-En medio 707 Túnel Ojo de Agua-Yagrumal 1383 Túnel Ojo de Agua-Serones 330 Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 1200 Túnel 2 200 30-50 30-90 30-84 30-84 155 30 31 35 27 Homogéneo Idem Idem 17 - Homogéneo Idem Observación: γ * - ángulo de intersección entre el sistema de grietas principal y el eje de la excavación subterránea H- profundidad de ubicación de la excavación subterránea M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Idem �Anexos Tesis Doctoral Tabla.3. Forma y parámetros geométricos de la sección transversal de las excavaciones Nº Obra subterránea Forma sección transversal Parámetros geométricos de la sección transversal R,m r,m hp,m hb,m α Β B/H Bóveda reducida, paredes verticales Bóveda reducida,paredes verticales 1,52 1,52 0,58 0,58 1,47 1,47 0,73 0,73 35 35 55 55 0,86 0,92 Bóveda reducida,paredes verticales Bóveda reducida,paredes verticales 1,52 1,52 0,58 0,58 1,47 1,47 0,73 0,73 35 35 55 55 0,92 0,93 Bóveda reducida,paredes verticales Bóveda reducida,paredes verticales 1,59 1,59 0,60 0,60 1,73 1,73 0,77 0,77 35 35 55 55 0,90 1,02 Bóveda ovoidal,paredes verticales Bóveda ovoidal,paredes verticales Bóveda ovoidal,paredes verticales 4,20 4,20 4,20 1,17 1,17 1,17 1,35 1,35 1,35 - 46 46 46 44 44 44 1,12 1,12 1,12 Bóveda semicircular,paredes verticales Herradura ,paredes circulares Bóveda ovoidal,paredes verticales Bóveda ovoidal, paredes verticales 2,4 3,45 6,3 6,3 2,3 2,3 2,4 1,2 1,2 2,4 - 38 38 180 52 52 1,03 0,92 1,16 1,16 3,60 3,60 1,117 0,92 1,117 0,92 - 35 35 54 54 1,0 1,0 Mina Mercedita 1 2 Socavón principal M-1 Galería principal de nivel Mina Amores 1 2 Socavón principal A-1 Galería de nivel E-1 Mina Grande El Cobre 1 2 1 2 3 Galeria longitudinal nivel +0 Galería transversal nivel +30 Trasvase Caney-Gilbert Túnel principal Túnel inclinado I Túnel inclinado II Trasvase:Melones –Sabanilla Túnel toma Túnel Esperanza-En medio 1 2 3 4 Túnel Ojo de Agua-Yagrumal Túnel Ojo de Agua-Serones 1 2 Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 Bóveda ovoidal, paredes verticales Túnel 2 Bóveda ovoidal, paredes verticales M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Tipos de excavaciones y su sostenimiento. Nº Excavación Destino Laboreada por Sostenimiento Dirección Plazo de servicio,años Apertura Apertura y exploración Peridotita Peridotita Arcos metálicos Sin fortificación 285º 112º 20 10 Mina Mercedita 1 2 Socavón M-1 Galería principal de nivel Amores 3 Socavón A-1 Apertura harzburgitas Cuadros metálicos 295 15 4 Galería E-1 Preparación y exploración Dunitas Sin sostenimiento 112º 10 5 Galería E-2 Preparación y exploración Dunitas Sin sostenimiento 112º 10 El Cobre 6 Galerias transversales Preparación Porfiritas andesititas Sin sostenimiento 315º 10 7 Galerías longitudinales Preparación Tobas andesíticas Madera 45º 10 Trasvase Caney-Gilbert 8 Túnel principal Hidrotécnico sin presión Tobas Hormigón gunitado 140º y 160º Más de 20 años 9 Túnel I Servicio Tobas Idem 220º Idem 10 Túnel II Servicio Tobas Idem 340º Idem Trasvase Este –Oeste 11 Yagrumal –Ojo de Agua Hidrotécnico sin presión Calizas y aleurolitas Idem 275º Idem 12 Ojo de Agua-Serones Idem gabrodiabasas Idem 275º Idem 13 14 Túnel de toma Túnel Esperanza-Enmedio Hidrotécnico a presión hidrotécncio sin presión Serpentinitas Serpentinitas Hormigón gunitado Idem 275º 275º Sabanalamar –Pozo Azúl 17 Túnel 1 hidrotécnico sin presión Esquistos cloríticos Idem 275º 18 Túnel 2 Idem aleurolitas Idem 275º M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 4 Levantamiento de la sección transversal de las excavaciones subterráneas en investigación en las minas y trasvases. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Levantamiento de la sección transversal de la excavación en mina Mercedita. Voladuras de Producción.Socavón Principal Seccion Ancho,m Altura,m Sl,m2 Sp,m2 Kse Pexc,m Pproy, m Llmedia,m a,m l, m λ, m h ,m H,m ρ I 2,34 2,50 5,79 4,50 1,29 6,81 5,85 6,21 0,200 0,39 0,78 0,05 0,10 0,096 II 2,61 2,63 5,70 4,50 1,27 6,74 5,85 6,18 0,198 0,39 0,77 0,04 0,09 0,091 III 2,06 2,53 5,57 4,50 1,24 6,85 5,85 6,40 0,214 0,43 0,85 0,02 0,03 0,069 IV 2,07 2,36 6,14 4,50 1,36 7,90 5,85 7,16 0,198 0,38 0,75 0,06 0,12 0,104 V 2,11 2,24 5,31 4,50 1,18 6,23 5,85 5,92 0,156 0,31 0,62 0,00 0,01 0,052 VI 2,04 2,42 5,16 4,50 1,15 6,30 5,85 5,95 0,158 0,31 0,63 0,02 0,04 0,059 VII 1,94 2,48 6,74 4,50 1,50 6,74 5,85 6,36 0,211 0,42 0,85 0,02 0,05 0,060 VIII 1,94 2,48 5,37 4,50 1,19 6,71 5,85 6,33 0,210 0,42 0,84 0,02 0,05 0,060 IX 1,96 2,51 5,54 4,50 1,23 6,75 5,85 6,40 0,211 0,43 0,85 0,03 0,06 0,055 X 1,94 2,49 5,53 4,50 1,23 6,76 5,85 6,40 0,211 0,43 0,85 0,03 0,06 0,057 XI 2,00 2,53 5,76 4,50 1,28 6,87 5,85 6,51 0,215 0,43 0,87 0,03 0,06 0,056 XII 2,00 2,63 5,83 4,50 1,29 6,87 5,85 6,54 0,215 0,44 0,87 0,04 0,08 0,050 XIII 2,03 2,60 5,95 4,50 1,32 6,99 5,85 6,63 0,219 0,44 0,88 0,03 0,07 0,054 XIV 1,91 2,42 5,24 4,50 1,16 6,56 5,85 6,22 0,205 0,41 0,83 0,03 0,06 0,055 XV 1,99 2,57 5,91 4,50 1,31 6,98 5,85 6,62 0,218 0,44 0,88 0,03 0,07 0,054 Promedio 2,12 2,46 5,70 4,50 1,27 6,78 5,85 6,324 0,195 0,39 0,77 0,03 0,06 0,07 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tang ρ Grados 0,4485 24 0,4358 24 0,3790 21 0,4669 25 0,3282 18 0,3497 19 0,3514 19 0,3509 19 0,3374 19 0,3411 19 0,3400 19 0,3187 18 0,3345 18 0,3361 19 0,3345 18 0,38 20,92 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Levantamiento de la sección transversal de la excavación en mina Amores. Voladuras de Producción.Socavón A-1 Sección Ancho,m Altura,m Sl, m2 Sp,m2 Kse Pexc,m Pproy,m Llmedia,m a,m l, m λ ,m h, m H,m I 2,49 2,45 5,52 4,50 1,23 6,53 5,85 5,97 0,192 0,373 0,37 0,05 0,09 II 2,55 2,41 5,32 4,50 1,18 6,40 5,85 5,88 0,188 0,367 0,73 0,04 0,08 III 1,93 2,46 5,40 4,50 1,20 6,57 5,85 6,22 0,205 0,414 0,83 0,03 0,05 IV 1,99 2,31 5,84 4,50 1,30 7,63 5,85 6,99 0,191 0,368 0,74 0,05 0,10 V 2,04 2,24 4,99 4,50 1,11 6,01 5,85 5,74 0,150 0,302 0,58 0,01 0,03 VI 2,07 2,24 5,06 4,50 1,12 6,05 5,85 5,77 0,15 0,30 0,61 0,01 0,03 VII 2,02 2,24 5,18 4,50 1,15 6,04 5,85 5,78 0,15 0,30 0,61 0,02 0,04 VIII 2,01 2,23 5,18 4,50 1,15 6,03 5,85 5,77 0,15 0,30 0,61 0,02 0,04 IX 2,05 2,24 5,29 4,50 1,18 6,11 5,85 5,81 0,15 0,31 0,61 0,01 0,02 X 2,03 2,27 5,21 4,50 1,16 6,05 5,85 5,80 0,15 0,31 0,61 0,02 0,04 XI 2,05 2,24 5,29 4,50 1,18 6,11 5,85 5,81 0,15 0,31 0,61 0,01 0,02 Promedio 2,11 2,30 5,30 4,50 1,18 6,32 5,85 5,96 0,17 0,33 0,63 0,02 0,05 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. ρ 0,0937 0,0899 0,0573 0,0913 0,0485 0,0479 0,0450 0,0448 0,0506 0,0440 0,0506 0,0603 tang Grados 0,4430 24 0,4334 23 0,3435 19 0,4369 24 0,3152 17 0,3132 17 0,3034 17 0,3027 17 0,3221 18 0,3000 17 0,3221 18 0,3487 19,17 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Levantamiento de la sección transversal de las excavaciones. Mina El Cobre Voladuras de Producción .Mediciones realizadas en el nivel +0 Seccion Ancho,m Altura,m Sl,m2 Sp,m2 Kse Plab,m Proy.,m Llmedia,m a,m l ,m λ ,m h ,m H,m ρ ,m tang ρ Grados I 2,73 2,81 7,09 5,42 1,31 7,38 5,22 7,06 0,18 0,35 0,71 0,01 0,03 0,0464 0,3081 17 II 2,45 2,69 6,73 5,42 1,24 8,15 5,22 7,00 0,27 0,50 1,00 0,11 0,21 0,1644 0,5964 31 III 2,57 3,03 6,55 5,42 1,21 7,77 5,22 7,07 0,19 0,35 0,71 0,05 0,11 0,0994 0,4568 25 IV 1,68 1,12 5,06 5,42 0,93 6,82 5,22 5,82 0,15 0,28 0,56 0,05 0,09 0,1734 0,6139 32 V 2,44 2,49 6,01 5,42 1,11 6,94 5,22 6,15 0,15 0,29 0,58 0,04 0,08 0,1284 0,5227 28 VI 2,21 2,63 5,29 5,42 0,97 6,81 5,22 6,32 0,14 0,26 0,53 0,03 0,07 0,0768 0,3995 22 VII 2,60 3,00 6,52 5,42 1,20 7,22 5,22 6,79 0,16 0,32 0,65 0,03 0,06 0,0639 0,3633 20 VIII 2,92 2,74 7,45 5,42 1,37 8,03 5,22 7,38 0,18 0,35 0,70 0,05 0,10 0,0882 0,4291 23 IX 3,04 2,48 6,17 5,42 1,14 6,89 5,22 6,09 0,16 0,30 0,61 0,06 0,12 0,1314 0,5292 28 X 2,58 2,69 6,36 5,42 1,17 7,41 5,22 6,09 0,18 0,30 0,61 0,09 0,18 0,2160 0,6919 35 XI 2,43 2,49 5,64 5,42 1,04 7,06 5,22 6,62 0,16 0,33 0,66 0,17 0,34 0,0663 0,3701 20 XII 2,48 2,73 6,72 5,42 1,24 7,34 5,22 6,58 0,18 0,29 0,59 0,11 0,22 0,1156 0,4946 26 XIII 2,13 2,49 5,50 5,42 1,01 6,45 5,22 6,22 0,15 0,30 0,59 0,02 0,04 0,0379 0,2780 16 XIV 2,24 2,69 5,42 5,42 1,00 6,84 5,22 6,25 0,15 0,28 0,57 0,04 0,09 0,0943 0,4443 24 XV 2,35 2,47 6,18 5,42 1,14 7,80 5,22 6,93 0,19 0,35 0,69 0,07 0,13 0,1254 0,5162 27 XVI 2,04 2,32 4,70 5,42 0,87 6,56 5,22 5,58 0,16 0,29 0,59 0,07 0,15 0,1747 0,6164 32 XVII 2,99 3,10 6,95 5,42 1,28 7,57 5,22 7,18 0,18 0,36 0,72 0,02 0,04 0,0556 0,3380 19 XVIII 2,77 3,17 7,29 5,42 1,35 8,33 5,22 8,30 0,20 0,41 0,83 0,22 0,43 0,0042 0,0917 5 XIX 2,31 2,65 6,85 5,42 1,26 7,63 5,22 7,07 0,20 0,34 0,67 0,11 0,21 0,0795 0,4065 22 XX 2,00 2,77 7,11 5,42 1,31 8,08 5,22 7,56 0,19 0,36 0,72 0,07 0,14 0,0696 0,3795 21 XXI 2,42 2,98 8,38 5,42 1,54 7,99 5,22 7,84 0,19 0,37 0,75 0,04 0,07 0,0195 0,1983 11 XXII 2,14 2,68 5,54 5,42 1,02 7,07 5,22 6,47 0,17 0,31 0,62 0,07 0,60 0,0935 0,5955 31 XXIII 2,25 2,46 5,16 5,42 0,95 5,85 5,22 4,71 0,15 0,25 0,50 0,08 0,48 0,2433 0,4780 26 XXIV 2,23 2,53 6,30 5,42 1,16 8,07 5,22 7,24 0,18 0,34 0,69 0,06 0,67 0,1148 0,6665 34 XXV 2,34 3,04 9,94 5,42 1,83 9,59 5,22 9,13 0,23 0,46 0,91 0,23 0,88 0,0500 0,8766 41 XXVI 2,00 3,22 8,29 5,42 1,53 8,07 5,22 7,15 0,19 0,36 0,72 0,07 0,69 0,1283 0,6918 35 XXVII 2,52 2,72 6,38 5,42 1,18 7,32 5,22 6,72 0,17 0,34 0,67 0,05 0,65 0,0882 0,6507 33 XXVIII 2,37 2,97 6,52 5,42 1,20 7,40 5,22 6,35 0,17 0,30 0,60 0,07 0,59 0,1655 0,5844 30 XXIX 2,62 2,75 7,38 5,42 1,36 7,57 5,22 7,18 0,18 0,36 0,72 0,02 0,69 0,0556 0,6947 35 Prom 2,41 2,69 6,53 1,20 7,45 6,79 0,18 0,34 0,67 0,07 0,28 0,2791 16 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Levantamiento de la Sección transversal de la Excavación.Trasvase Caney-Gilbert. Lugar de medición Frente Nº1. Voladuras de Producción Seccion Ancho,m Altura,m Sl,m2 I 4,25 5,20 19,06 II 4,30 5,20 19,05 III 4,80 5,29 19,08 IV 4,91 5,35 19,49 V 4,88 5,05 18,87 VI 4,89 5,30 19,24 VII 4,86 5,38 19,07 VIII 4,90 5,35 19,54 IX 4,97 5,09 19,04 X 4,91 5,30 19,25 XI 5,01 5,38 19,27 XII 4,88 5,05 18,98 XIII 4,99 5,33 18,95 XIV 5,05 5,35 19,03 XV 5,16 5,33 19,06 XVI 5,05 5,38 19,36 XVII 5,06 5,35 19,10 XVIII 5,07 5,33 19,27 XIX 5,01 5,38 19,27 XX 4,99 5,33 18,95 XXI 5,01 5,38 19,27 XXII 5,10 5,38 19,15 Promedio 4,91 5,29 19,15 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Sp,m2 Kse Pexc,m Proy.,m Llmedia,m a,m l, m λ, m h, m H,m ρ Tang ρ Grados 16,33 1,17 11,99 11,25 10,95 0,33 0,64 1,29 0,09 0,17 0,0952 0,4465 24 16,33 1,17 11,98 11,25 11,22 0,33 0,64 1,28 0,09 0,19 0,0679 0,3747 21 16,33 1,17 12,64 11,25 11,42 0,35 0,67 1,34 0,10 0,20 0,1067 0,4740 25 16,33 1,19 12,79 11,25 11,57 0,36 0,68 1,36 0,10 0,21 0,1059 0,4722 25 16,33 1,16 12,62 11,25 11,29 0,35 0,66 1,33 0,11 0,22 0,1179 0,4996 27 16,33 1,18 12,66 11,25 11,41 0,35 0,67 1,34 0,10 0,21 0,1089 0,4793 26 16,33 1,17 12,74 11,25 11,43 0,35 0,67 1,34 0,11 0,22 0,1150 0,4931 26 16,33 1,20 12,79 11,25 11,56 0,36 0,68 1,36 0,10 0,21 0,1059 0,4723 25 16,33 1,17 12,70 11,25 11,35 0,35 0,67 1,34 0,11 0,23 0,1187 0,5016 27 16,33 1,18 12,67 11,25 11,42 0,35 0,67 1,34 0,11 0,21 0,1093 0,4802 26 16,33 1,18 12,74 11,25 11,43 0,35 0,67 1,34 0,11 0,22 0,1153 0,4938 26 16,33 1,16 12,67 11,25 11,32 0,35 0,67 1,33 0,11 0,23 0,1188 0,5018 27 16,33 1,16 12,53 11,25 11,36 0,35 0,67 1,34 0,10 0,19 0,1025 0,4642 25 16,33 1,17 12,62 11,25 11,38 0,35 0,67 1,34 0,10 0,21 0,1092 0,4799 26 16,33 1,17 12,53 11,25 11,35 0,35 0,67 1,34 0,10 0,20 0,1041 0,4679 25 16,33 1,19 12,78 11,25 11,43 0,35 0,67 1,35 0,11 0,23 0,1176 0,4989 27 16,33 1,17 12,56 11,25 11,39 0,35 0,67 1,34 0,10 0,20 0,1029 0,4651 25 16,33 1,18 12,52 11,25 11,38 0,35 0,67 1,34 0,09 0,19 0,1000 0,4582 25 16,33 1,18 12,74 11,25 11,43 0,35 0,67 1,34 0,11 0,22 0,1153 0,4938 26 16,33 1,16 12,53 11,25 11,36 0,35 0,67 1,34 0,10 0,19 0,1025 0,4642 25 16,33 1,18 12,74 11,25 11,43 0,35 0,67 1,34 0,11 0,22 0,1153 0,4938 26 16,33 1,17 12,61 11,25 11,39 0,35 0,67 1,34 0,10 0,20 0,1068 0,4743 25 16,33 1,17 12,60 11,25 11,38 0,35 0,67 1,34 0,10 0,21 0,11 0,47 25,39 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 5 Comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción (base) para el avance de excavaciones subterránea en las minas y trasvases en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Comportamiento de los Indicadores de las voladuras de producción en la mina Mercedita Orden consecutivo de las voladuras Nº Parámetros Principales Símbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 1 Avance del frente la m 1,01 0,98 0,95 1 1,05 1,03 0,99 Longitud de los barrenos lb m 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 Cantidad de Barrenos Nb Unid 12 12 12 12 12 12 12 De cuele Nc Unid 4 4 4 4 4 4 4 De arranque Na Unid 0 0 0 0 0 0 0 De contorno Nco Unid 5 5 5 5 5 5 5 De piso Npiso Unid 3 3 3 3 3 3 3 Carga barrenos de cuele qc Kg 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 Carga barrenos arranque qa Kg 0 0 0 0 0 0 0 Carga barrenos de piso qpiso Kg 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 Carga barrenos de contorno qco Kg 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 2 Extensión del montón de rocas Lm m 6 6 5 6,75 5,9 6 4 3 Gasto de SE QSE Kg 15,80 15,80 15,80 15,80 15,80 15,80 15,80 Gasto específco de SE qSE Kg/m3 2,70 2,83 2,98 2,57 2,83 2,97 2,37 4 Volumen de roca arrancada Vr m3 5,85 5,59 5,30 6,14 5,57 5,32 6,68 5 Aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,61 0,59 0,58 0,61 0,64 0,62 0,60 6 Area de laboreo de la excavación Sl m2 5,79 5,70 5,57 6,14 5,31 5,16 6,74 Area de proyecto de la excavación Sp m2 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 7 Coeficiente de sobreexcavación KS 1,29 1,27 1,24 1,36 1,18 1,15 1,50 8 Metraje de barrenación Mb m 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 19,8 Metraje específico de barrenación Mel m/m 19,60 20,20 20,84 19,80 18,86 19,22 20,00 Metraje específico de barrenación Mev m/m3 3,39 3,54 3,74 3,22 3,55 3,72 2,97 9 Gasto de detonadores Qdet Unid 12 12 12 12 12 12 12 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 11,88 12,24 12,63 12,00 11,43 11,65 12,12 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 8 9 0,98 0,96 1,65 1,65 12 12 4 4 0 0 5 5 3 3 1,4 1,4 0 0 1,4 1,4 1,2 1,2 4,5 7 15,80 15,80 3,00 2,97 5,26 5,32 0,59 0,58 5,37 5,54 4,50 4,50 1,19 1,23 19,8 19,8 20,20 20,63 3,76 3,72 12 12 12,24 12,5 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción en mina Amores. Nº Parámetros Principales Simbolo UM Orden consecutivo de las voladuras. 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Avance del frente la m 1,04 0,95 0,99 1,02 1,08 1,1 1,03 0,92 Longitud de los barrenos lb m 1,5 1,50 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Cantidad de Barrenos Nb Unid 14 14 14 14 14 14 14 14 De cuele Nc Unid 4 4 4 4 4 4 4 4 De arranque Na Unid 0 0 0 0 0 0 0 0 De contorno Nco Unid 7 7 7 7 7 7 7 7 De piso Npiso Unid 3 3 3 3 3 3 3 3 Carga barrenos de cuele qc Kg 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 Carga barrenos arranque qa Kg 0 0 0 0 0 0 0 0 Carga barrenos de piso qpiso Kg 1 1 1 1 1 1 1 1 Carga barrenos de contorno qco Kg 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 2 Extensión del montón de rocas Lm m 9 7 5 6,75 5,9 6 4 4,5 3 Gasto de SE QSE Kg 13,25 13,25 13,25 13,25 13,25 13,25 13,25 13,25 Gasto específco de SE qSE Kg/m3 2,38 2,78 2,71 2,22 2,46 2,38 2,48 2,78 4 Volumen de roca arrancada Vr m3 5,56 4,76 4,88 5,96 5,39 5,57 5,34 4,77 5 Aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,69 0,63 0,66 0,68 0,72 0,73 0,69 0,61 2 6 Area de laboreo de la excavación Sl m 5,35 5,01 4,93 5,84 4,99 5,06 5,18 5,18 Area de proyecto de la excavación Sp m2 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 7 Coeficiente de sobreexcavación KS 1,19 1,11 1,10 1,30 1,11 1,12 1,15 1,15 8 Metraje de barrenación Mb m 21,00 21 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 Metraje específico de barrenación Mel m/m 20,19 22,11 21,21 20,59 19,44 19,09 20,39 22,83 Metraje específico de barrenación Mev m/m3 3,77 4,41 4,30 3,53 3,90 3,77 3,94 4,41 9 Gasto de detonadores Qdet Unid 14 14 14 14 14 14 14 14 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 13,46 14,74 14,14 13,73 12,96 12,73 13,59 15,22 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 9 1,01 1,5 14 4 0 7 3 1,25 0 1 0,75 7 13,25 2,48 5,34 0,67 5,29 4,50 1,18 21,00 20,79 3,93 14 13,86 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Comportamiento de los Indicadores de las voladuras de producción en mina El Cobre Voladuras de Producción (Base) Nº Parámetros Principales Símbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 1 Avance del frente la m 1,30 1,10 1,20 1,20 1,35 1,12 1,00 Longitud de los barrenos lb m 1,5 1,50 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Cantidad Total de Barrenos Nb unid 20 20 21 24 21 22 21 De cuele Nc unid 6 5 6 7 6 6 5 De arranque Na unid 0 2 0 0 0 0 0 De contorno Nco unid 11 10 12 14 12 13 13 De piso Npiso unid 3 3 3 3 3 3 3 Carga barrenos de cuele qc Kg 1 1 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Carga barrenos arranque qa Kg 0 1,2 0 0 0 0 0 Carga barrenos de piso qpiso Kg 0,6 1 0,6 0,6 0,6 0,6 0,8 Carga barrenos de contorno qco Kg 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,8 2 Extensión del montón de rocas Lm m 4,6 2,9 3 3,2 8,6 6,1 8 3 Gasto de SE. QSE Kg 14,40 16,40 13,80 15,80 13,80 14,40 16,80 Gasto específico de SE. qSE kg/m3 1,43 2,01 1,54 1,55 1,33 1,75 3,70 4 Volumen de roca arrancada Vr m3 10,06 8,16 8,99 10,22 10,41 8,24 4,54 5 Aprovechamiento de los barrenos CAB 0,87 0,73 0,80 0,80 0,90 0,75 0,67 6 Area de laboreo de la excavación Sl m2 7,74 7,42 7,49 8,52 7,71 7,36 4,54 Area de proyecto de la excavación Sp m2 6,34 6,34 6,34 6,34 6,34 6,34 6,34 7 Coeficiente de sobreexcavación KS 1,22 1,17 1,18 1,34 1,22 1,16 0,72 9 Metraje de barrenación Mb m 30,00 30,00 31,50 36,00 31,50 33,00 31,50 Metraje específico de barrenación Mel m/m 23,08 27,27 26,25 30,00 23,33 29,46 31,50 Metraje específico de barrenación Mev m/m3 2,98 3,68 3,50 3,52 3,03 4,00 6,93 10 Gasto de detonadores Qdet unid 20 20 21 24 21 22 21 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 15,38 18,18 17,5 20,00 15,6 19,64 21,00 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 8 1,30 1,5 20 5 0 12 3 1 0 0,8 0,8 4,7 17,00 2,16 7,88 0,87 6,06 6,34 0,96 30,00 23,08 3,81 20 15,38 9 1,30 1,5 18 5 0 10 3 1 0 1 0,6 5,2 14,00 1,78 7,88 0,87 6,06 6,34 0,96 27,00 20,77 3,42 18 13,85 10 1,10 1,5 20 4 0 13 3 1,2 0 1,2 0,6 7,3 16,20 2,38 6,81 0,73 6,19 6,34 0,98 30,00 27,27 4,40 20 18,18 11 1,30 1,5 19 5 0 11 3 1 0 1,2 0,6 4,5 15,20 1,83 8,29 0,87 6,37 6,34 1,01 28,50 21,92 3,44 19 14,62 12 1,00 1,5 19 5 0 11 3 1,2 0 1,2 0,6 5,5 16,20 2,54 6,37 0,67 6,37 6,34 1,01 28,50 28,50 4,47 19 19,00 13 1,00 1,5 20 5 0 12 3 1,2 0 1,2 0,6 6,9 16,80 2,59 6,49 0,67 6,49 6,34 1,02 30,00 30,00 4,62 20 20,00 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción en el trasvase Caney-Gilbert Orden consecutivo de las voladuras Nº Parámetros Principales Simbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Avance del frente la m 2,3 2,00 1,80 2,00 1,5 1,0 1,6 1,5 Longitud de los barrenos lb m 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 3,75 Cantidad de Barrenos Nb Unid 56 56 56 56 56 56 56 56 De cuele Nc Unid 6 6 6 6 6 6 6 6 ayudantes de cuele Nac Unid 6 6 6 6 6 6 6 6 De arranque Na Unid 15 15 15 15 15 15 15 15 De contorno Nco Unid 22 22 22 22 22 22 22 22 De piso Npiso Unid 7 7 7 7 7 7 7 7 Carga en barrenos de cuele qc Kg 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Carga en barrenos ayudantes de cuele qac Kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga en barrenos de arranque qa Kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga en barrenos de contorno qco Kg 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Carga en barrenos de piso qpiso Kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 2 Gasto de SE QSE Kg 91,2 91,2 91,2 10,4 8,8 10,4 12 9,6 Gasto específco de SE qSE kg/m3 2,17 2,58 2,75 0,28 0,32 0,56 0,43 0,34 3 Volumen de roca arrancada in situ Vr m3 41,95 35,30 33,14 37,11 27,78 18,56 27,76 27,95 4 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,92 0,80 0,72 0,80 0,60 0,40 0,64 0,40 2 5 Area de laboreo de la excavación Sl m 18,24 17,65 18,41 18,55 18,52 18,56 17,35 18,63 Area de proyecto de la excavación Sp m2 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 6 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,12 1,08 1,13 1,136 1,13 1,14 1,06 1,14 7 Metraje de barrenación Mb m 140 140 140 140 140 140 140 210 Metraje específico de barrenación Mel m/m 60,87 70 77,8 70 93,3 140,0 87,5 140,0 Metraje específico de barrenación Mev m/m3 3,34 3,97 4,22 3,77 5,04 7,54 5,04 7,51 8 Gasto de detonadores Qdet Unid 56 56 56 56 56 56 56 56 Gasto específco de detonadores Qdet unid/m 24,35 28,00 31,11 28,00 37,33 56,00 35,00 37,33 9 Gasto de cordón detonante Qcd m 66 66 66 66 66 66 66 93,5 Gasto especifico de cordón detonante qcd m/m 28,7 33,00 36,67 33,00 44,00 66,00 41,25 62,33 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 9 2,4 3,75 56 6 6 15 22 7 2,4 1,8 1,8 1,2 1,8 12 0,27 44,45 0,64 18,52 16,33 1,13 210 87,5 4,72 56 23,33 93,5 38,96 10 1,95 3,7 56 6 11 13 19 7 2,4 1,8 1,8 1,2 1,8 93 2,55 36,46 0,53 18,70 16,33 1,15 207,2 106,3 5,68 56 28,72 79,8 40,92 11 2,00 3,7 56 6 11 13 19 7 2,4 1,8 1,8 1,2 1,8 93 2,45 37,89 0,54 18,95 16,33 1,16 207,2 103,6 5,47 56 28,00 79,8 39,90 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 5 Comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción .Trasvase Este-Oeste. Túnel :Yagrumal –Guaro.Frente:Ojo de Agua-Serones Trasvase Melones – Sabanilla Tramo Yagrumal -Guaro Frente:Ojo de Agua -Serones Orden consecutivo de las voladuras . Nº Parámetros Principales Símbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Prom 1 Avance del frente la m 2,35 2,55 2,30 2,38 2,35 2,45 2,32 2,28 2,34 2,35 2,29 2,4 2,36 Longitud de los barrenos lb m 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 3,35 Cantidad Total de Barrenos Nb Unid 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 De cuele nc Unid 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 ayudantes de cuele nac Unid 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 De cuele vacío (taladro de 102mm de Ø) ncv Unid 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 De arranque Na Unid 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 De contorno ncont Unid 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 De piso np Unid 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 Carga barrenos de cuele qbc Kg 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 Carga barrenos ayudantes de cuele qbac Kg 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 Carga barrenos de arranque qba Kg 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 Carga barrenos de contorno qbcont Kg 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 1,82 Carga barrenos de piso qbp Kg 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2,73 2 Extensión del montón de rocas Lm m 9 6,4 7,5 10 8,2 9 8,4 9,2 9,4 9,7 9,5 10 8,9 3 Gasto de SE Qse Kg 137,9 137,9 137,9 137,9 137,9 137,9 137,9 137,9 138 137,9 137,9 137,9 137,9 Gasto específco volumétrico de SE qsev Kg/m3 1,62 1,52 1,63 1,55 1,66 1,55 1,68 1,66 1,59 1,61 1,62 1,61 1,61 Gasto específco lineal de SE qsel Kg/m 58,67 54,06 59,94 57,93 58,67 56,27 59,42 60,47 58,92 58,67 60,20 57,44 58,39 4 Volumen de roca arrancada in situ Vr m3 85,09 90,98 84,43 88,80 83,24 89,20 82,17 83,20 86,60 85,38 85,28 85,70 85,84 5 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,70 0,76 0,69 0,71 0,70 0,73 0,69 0,68 0,70 0,70 0,68 0,72 0,71 6 Area de laboreo de la excavación Sl m2 36,21 35,68 36,71 37,31 35,42 36,41 35,42 36,49 37,01 36,33 37,24 35,71 36,33 Area de proyecto de la excavación Sp m2 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 7 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,17 1,16 1,19 1,21 1,15 1,18 1,15 1,18 1,20 1,18 1,21 1,16 1,18 8 Metraje de barrenación Mb m 204,4 204,4 204,4 204,4 204,4 204,4 204,4 204,4 204 204,4 204,4 204,4 204,4 Metraje específico de barrenación Mbe m/m3 86,96 80,14 88,85 85,86 86,96 83,41 88,08 89,63 87,33 86,96 89,24 85,15 86,55 9 Gasto de detonadores Qdet Unid 2,40 2,25 2,42 2,30 2,46 2,29 2,49 2,46 2,36 2,39 2,40 2,38 2,38 Gasto específco lineal de detonadores qdet Unid/m 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61,00 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 6 Comportamiento de los principales indicadores técnico-económicos del laboreo de las excavaciones. Nº Mina,Trasvase 1 2 Mercedita Amores 1989-1990 2004-2005 3 4 El Cobre Trasvase Caney-Gilbert Frente I Frente II Frente III Frente IV Trasvase Este-Oeste Túnel de toma Túnel Esperanza-En medio Túnel Ojo de Agua-Yagrumal Túnel Ojo de Agua-Serones 1989-1990 1993-1994 Idem Idem Idem Idem 40,5-55,5 138 42 43 54 19 1,13 2,12 0,30 0,18 1990 1990 2006 2006 39 59 45 60 1,89 1,88 2,34 2,36 0,15 0,23 0,19 0,20 5 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Período Velocidad de avance Productividad Mensual,m/mes Por ciclo m/h-turno 124,6-114 1,01 0,24 18,9-19,9 1,02 0,15 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 6. Gráficos del comportamiento de los indicadores de las voladuras de producción (base) en las minas y trasvases en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Anexo 6.1 Mina Mercedita Histograma de comportamiento de la longitud de av ance.Voladuras de producción.Mina Mercedita 5 Histograma de comportamiento de la sección de laboreo. Voladuras de Producción.Mina Mercedita 5 4 Nº de observaciones,N Nº deObservaciones,n 4 3 2 1 0 5,16 5,39 5,61 5,84 6,06 6,29 6,51 3 2 1 0 6,74 0,95 0,97 1,00 Sección transv ersal de laboreo,m2 1,07 1,10 1,12 Histograma del comportamiento del aprov echamiento de los barrenos. Voladuras de producción.Mina Mercedita 5 5 N º de observaciones,N 4 4 No of obs 1,05 Longitud de av ance la ,m Histograma de comportamiento de la rugosidad del contorno de la excav ación.Voladuras de producción.Mina Mercedita 6 3 2 1 0 1,02 3 2 1 0,01 0,02 0,04 0,05 0,07 0,09 Rugosidad del contorno,m M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 0,10 0,12 0 0,63 0,65 0,67 0,68 0,70 0,71 Coef iciente de aprov echamiento de los barrenos 0,73 0,75 �Anexos Tesis Doctoral Histograma de f recuencia del coef iciente de sobreexcav ación Ks.Mina Mercedita 5 Histograma de comportamiento del consumo específico de explosivo. Voladuras de producción.Mina Mercedita 6 5 Nº de Observaciones,N No of obs 4 3 2 1 0 4 3 2 1 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 0 1,50 Ks Consumo específ ico de SE qse,kg/m3 Histograma del comportamiento del metraje específ ico de barrenación. Voladuras de producción.Mina Mercedita 5 Nº de observaciones,N 4 3 2 1 0 15,5 16,0 16,5 2,3669 2,4579 2,5490 2,6400 2,7311 2,8221 2,9131 3,0042 17,0 17,5 18,0 18,5 Metraje específ ico de barrenación,m/m M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 19,0 19,5 �Anexos Tesis Doctoral Anexo 6.2 Trasvase Caney-Gilbert Histograma del comportamiento de la sobreexcav ación. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert. Histograma del comportamiento del área de excav ación. Voladuras de producción.Trasv aseCaney -Gilbert 9 8 8 7 7 Nº de observaciones,N 9 No of obs 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 1,150 1,160 1,155 1,170 1,165 1,180 1,175 1,190 1,185 1,200 1,195 0 1,205 18,7 18,8 18,9 19,0 19,1 19,2 19,3 19,4 19,5 19,6 19,7 Área de laboreo,m 2 Coef iciente de sobreexcav ación,Ks Figura 1 Figura 2 Histograma del comportamiento de la longitud de av ance. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert 9 8 8 7 7 Nº de observaciones,N Nº de observaciones ,N Histograma del comportamiento de la rugosidad del contorno. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert. 6 5 4 3 2 5 4 3 2 1 1 0 6 0 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 Rugosidad del contorno,m Figura 3 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Longitud de av ance,m Figura 4 �Anexos Tesis Doctoral Histograma del comportamiento del consumo específ ico de SE. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert. 10 8 9 7 8 Nº de observaciones,N Nº de observaciones,N Histograma de comportamiento del aprov echamiento del barreno. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert. 9 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 0 1,00 Figura 5 Figura 6 Histograma del comportamiento del metraje específ ico de barrenación. Voladuras de producción.Trasv ase Caney -Gilbert. 7 Nº de observaciones ,N 6 5 4 3 2 1 0 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Metraje específ ico de barrenación,m/m Figura 7 Anexo 6.3 Trasvase Este Oeste.Tramo Ojo de Agua-Yagrumal M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 Consumo específ ico de SE qSE, kg/m 3 Coef iciente de prov echamiento del barreno,Ks 5,00 5,50 �Anexos Tesis Doctoral Histograma del comportamiento del área de laboreo de la excav ación. Voladuras de producción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de Agua Y agrumal 8 Histograma de comportamiento de la rugosidad del contorno. Voladuras de producción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal. 6 5 Nº de observaciones,N Nº de observaciones,N 7 6 5 4 3 2 4 3 2 1 1 0 0 35,71 35,82 35,93 36,04 36,16 36,27 36,38 36,49 0,154 0,164 Área de laboreo Sl, m 2 0,174 0,184 0,194 0,204 0,214 0,224 Rugosidad del contorno,m Figura 1 Figura 2 Histograma del comportamiento de la sobreexcav ación. Voladuras de producción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal 8 Histograma del comportamiento de la longitud de av ance. Voladuras de producción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal. 4 Nº de observaciones,N 7 No of obs 6 5 4 3 2 3 2 1 1 0 0 1,156 1,160 1,163 1,167 1,170 1,174 1,178 1,181 2,21 Coef iciente de sobreexcav ación,Ks Figura 3 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 2,25 2,29 2,33 2,36 Longitud de av ance la, m Figura 4 2,40 2,44 �Anexos Tesis Doctoral 3 2 1 0 Histograma del comportamiento del consumo específ ico de SE. Voladuras de producción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal. 5 Nº de observaciones,N Nº de observaciones,N Histograma del comportamiento del aprov echamiento del barreno. Voladuras de producción.Trasv ase Melones -Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal. 4 0,66 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 4 3 2 1 0 1,65 Figura 5 Figura 6 Nº de observaciones,N Histograma del comportamiento del metraje específ ico de barrenación. Voladuras de produccción.Trasv ase Melones-Sabanilla.Tramo Ojo de AguaY agrumal. 4 3 2 1 0 83,75 85,00 86,24 87,49 88,73 89,98 91,22 Metraje específ ico de barrenación,m/m Figura 7 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 1,70 1,75 1,80 1,84 1,89 1,94 Consumo específ ico de SE qSE , Kg/m 3 Coef iciente de aprov echamiento del barreno 92,47 1,99 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 7. Gráficos del comportamiento de la velocidad mensual de avance M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Comportamiento de la velocidad mensual de avance.Mina Amores.Año 2004 Velocidad de avance,m/mes 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre Meses Figura 1 Comportamiento de la velocidad mensual de avance.Mina Amores.Año 2005 Velocidad mensual de avance.m/mes 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Meses Figura 2 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Agosto Setiembre Octubre Noviembre Diciembre �Tesis Doctoral Comportamiento de la velocidad mensual de avance.Trasvase CaneyGilbert.Frente Nº2 Com portam iento de la velocidad m ensual de avance. Trasvase Caney-Gilbert.Frente Nº1 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 mar- abr- may- jun93 93 93 93 jul93 ago- sep- oct - nov- dic93 93 93 93 93 ene- feb- mar- abr- may- jun94 94 94 94 94 94 Velocidad mensual de avance.m/mes Velocidad mensual de avance,m/mes Anexos jul94 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 mar-93 abr-93 may-93 jun-93 jul-93 ago-93 sep-93 oct-93 nov-93 Meses Meses Figura 3 Figura 4 Com portam iento de la velocidad m ensual de avance.Trasvase Caney-Gilbert.Frente Nº3 Com portam iento de la velocidad m ensual de avance.Trasvase Caney-Gilbert.Frente Nº4. 120,00 120,00 Velocidad mensual, m/mes 100,00 Velocidad mensual,m/mes 100,00 80,00 80,00 60,00 60,00 40,00 40,00 20,00 20,00 0,00 mar - abr93 93 may- jun- jul- 93 ago93 93 93 sep- oct - nov- dic- 93 93 93 93 ene- f eb- mar - abr 94 94 94 94 may- jun- jul- 94 94 94 0,00 mar- abr- may- jun93 93 93 93 Meses Figura 5 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. jul- ago- sep- oct- nov- dic- ene- feb- mar- abr93 93 93 93 93 93 94 94 94 94 Meses Figura 6 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 8 Parámetros principales de las ondas de choque y de presión en las litologías objeto de estudio en los macizos en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Parámetros de la onda de choque producida por una carga compacta en las litologías presentes en las minas y trasvases en investigación. Parámetros de la onda refractada a la roca Nº Litologías Obra,Mina Tramo,excavación Pb, MPa. Pr, MPa. Kref ρr,kg/m3 Vroca,m/s Vfrente,m/s I.1 Cromita Mercedita Galeria de corte 5577 8819 1,58 4084 1523 5781 I.2 Serpentinita. Mercedita Socavón M-1 6491 8819 1,58 2984 1806 1815 I.3 Peridotita Mercedita Socavón M-1 6101 8176 1,34 2871 1801 5149 I.4 Dunita Mercedita Galería nivel principal 6101 8226 1,39 2966 1762 5395 I.5 Gabro Mercedita Galería nivel principal 5757 8306 1,44 3178 1701 5468 II.1 Dunitas Amores Socavón A-1 6757 8328 1,23 2900 1853 4581 II.2 Harzburgita Amores Socavón A-1 6596 8357 1,27 3161 1773 4451 II.3 Serpentinita Amores Socavón A-1 5945 8292 1,39 3224 1703 5063 II.4 Cromita Amores Socavón A-1 5558 8916 1,60 4222 1502 5918 III.1 Porfirita andesiticas El Cobre Galería principal nivel +30 5840 8206 1,41 4337 1790 2797 III.2 Tobas andesíticas El Cobre Galería principal nivel +30 5826 8225 1,41 4381 1779 2790 III.3 Areniscas tobaceas El Cobre Galería principal nivel +30 5754 8464 1,44 4362 1755 2834 IV.1 Tobas Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 3852 5820 1,51 3177 1414 4874 IV.2 Aglomerados Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 4080 5635 1,38 3284 1409 3830 V.1 Gabro Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5903 8274 1,40 3129 1722 5229 V.2 Basalto Trasvase Este-Oeste Manacal-Castellanos 5894 8288 1,41 3173 1711 5206 V.3 Caliza masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5636 8432 1,50 2928 1764 6470 V.4 Caliza blanco crema masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 5695 8327 1,46 2951 1756 6020 V.5 Serpentinita pardo-verdosa Trasvase Este-Oeste Guaro-Manacal 6300 8334 1,32 3334 1707 4528 V.6 Aleurolitas Trasvase Este-Oeste Castellanos –Manacal 6613 7883 1,19 2332 2011 4970 VI.1 Aleurolitas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Tunel 2 6606 8188 1,24 3363 1729 3181 VI.2 Esquistos verdes Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 5649 8366 1,48 2944 1757 4017 VI.3 Calizas arcillosas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 6166 8254 1,34 3115 1745 4838 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Parámetros de la onda de presión producida por una carga desacoplada en las litologías de las minas y trasvases en investigación.. Nº Parámetros de la onda refractada a la roca Litologías Mina, Trasvase Tramo,excavación I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 II.1 II.2 II.3 II.4 III.1 III.2 III.3 IV.1 IV.2 V.1 V.2 V.3 V.4 V.5 V.6 VI.1 VI.2 VI.3 3 Pb, MPa. Pr, MPa. Kref ρr,kg/m Vroca,m/s Vfrente,m/s Cromita Mercedita Galeria de corte 415 672 1,62 3832 44 5242 Serpentinita. Mercedita Socavón M-1 415 543 1,31 2583 76 3721 Peridotita Mercedita Socavón M-1 415 592 1,43 2903 63 4293 Dunita Mercedita Galería nivel principal 415 672 1,62 2687 63 4622 Gabrodiabasa Mercedita Galería nivel principal 415 611 1,47 2905 58 4788 Dunitas Amores Socavón A-1 415 588 1,45 2827 61 4619 Harzburgita Amores Socavón A-1 415 553 1,33 2848 73 3559 Serpentinita Amores Socavón A-1 415 592 1,43 2903 63 4293 Cromita Amores Socavón A-1 415 675 1,63 3981 42 5406 Porfirita andesiticas El Cobre Galería principal nivel +30 415 809 1,50 2779 56 5346 Tobas andesíticas El Cobre Galería principal nivel +30 415 598 1,46 2723 60 4896 Areniscas tobaceas El Cobre Galería principal nivel +30 415 622 1,47 2722 59 5065 Tobas Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 415 614 1,48 2947 59 4665 Aglomerados Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 415 639 1,30 2908 76 3261 Gabro-diabasa Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 830 2,00 2870 62 4467 Diabasa Trasvase Este-Oeste Manacal-Castellanos 415 596 1,44 2870 62 4451 Caliza masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 830 2,00 2735 53 5784 Caliza blanco crema masiva Trasvase Este-Oeste Yagrumal –Guaro 415 619 1,49 2726 54 5612 Serpentinita pardo-verdosa Trasvase Este-Oeste Guaro-Manacal 415 830 2,00 2916 71 3662 Aleurolitas Trasvase Este-Oeste Castellanos -Manacal 415 510 1,23 1991 84 4068 Aleurolitas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Tunel 2 415 530 1,28 2819 79 3217 Esquistos cloríticos Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 415 626 1,51 2737 55 5564 Calizas arcillosas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 415 569 1,37 2758 69 3992 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 9 Gráficos de los campos tensionales producidos por una carga compacta de tectrón en las litologías objeto de estudio de los macizos investigados. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Curvas de extinsión del campo de tensiones generado por una carga compacta de tectron 100 en serpentinitas pardo-verdosas. Trasvase Este-Oeste.Túnel Manacal-Castellanos Extinción de las curvas del campo tenso-deformacional generado por cargas compactas de tectron 100 en diabasa.Trasvase Este-Oeste. Túnel :Manacal -Castellanos. 200 Tensión ,MPa 160 140 4 100 2 80 60 1 40 0 2- Tensión al cortante 3- Tensión tangencial 4- Límite de resistencia dinámica al cortante 5- Límite de resistencia dinámica a la tracción 80 60 40 1 5 3 0 0 0 15 30 45 4 2 20 5 20 1- T ensión radial 100 Tensión,MPa 180 120 120 1-Tensión radial 2- Tensión tangencial 3- Tensión al cortante 4- Límite de resistencia dinámica al cortante 5- Límite de resistencia dinámica a la tracción 60 75 90 105 120 20 40 60 80 100 3 120 140 160 180 Distancia relativ a Distancia relativa Figura 1 Cargas compactas.Llitología: basalto Figura 2 Curv as de extinción de las componentes del campo tensional 250 1 2 3 4 5 225 200 175 150 Tensión radial Tensión tangencial Tensión al cortante Límite de resistencia dinámica al cortante Límite de resistencia dinámica a la tracción 125 100 3 1 2 75 4 50 25 0 5 0 10 20 30 40 50 60 70 Distancia relativ a Figura 3 Cargas compactas.Llitología: caliza masiva M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 80 Cargas compactas.Llitología: serpentinita 200 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 9A Determinación del campo tenso-deformacional con cargas compactas de sustancia explosiva en las litologías donde están enclavadas las minas y trasvases en investigación.. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Modelación del campo tenso-deformacional Mina Mercedita Datos Litologia Serpentinita Tipo de carga : compacta ρo 2530 kg/m3 Kdt VLD [σ ] [σ ] e comp e trac 3783 m/s 29,43 MPa MPa kg/m3 m/s Kcal/kg M M kg/m3 Kcal/kg MPa RCE 0,0129 C1 0,3082 C2 -0,0014 Cálculo del campo tensional σrmax,MPa r,m r 0,0210 1,62412 4195 0,0259 2,00 3135 0,0388 3,00 1777 0,0517 4,00 1188 0,0647 5,00 869 0,0776 6,00 673 0,0905 7,00 543 0,1035 8,00 450 0,1164 9,00 382 0,1241 9,60 349 0,1293 10,00 329 0,1423 11,00 288 0,1552 12,00 255 0,1940 15,00 200 0,2586 20,00 145 0,3013 23,30 123 0,3880 30,00 93 0,5173 40,00 68 0,6466 50,00 53 0,7759 60,00 43 0,9053 70,00 37 0,9548 73,83 35 1,0346 80,00 32 1,1639 90,00 28 1,2932 100,00 25 1,5519 120,00 19 1,6812 130,00 17 1,8972 146,70 13,94 ρSE Vd QSE dc db ρTEN QTEN Pr 4,14 1150 4400 740 0,042 0,042 1650 1360 8272 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. [σ ] [σ ] [σ ] 13,94 MPa e cort 6,37 MPa d cort 44,61 MPa Rtrit Rg Rdesc W 3,37 d trac 0,3013 0,9548 1,8972 1,4260 στmax,MPa. σcortmax,MPa. 1283 1456 957 1089 540 618 359 414 262 304 202 236 162 190 134 158 113 134 103 123 97 116 84 102 74 90 57 71 41 52 34 44,61 25 34 17 25 13 20 10 17 8 15 6,97 14 6 13 5 11 4 10 3 8 2 7 1 6 m m m m �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Modelación del campo tenso-deformacional Cargas compactas Trasvase Caney-Gilbert Frente Nº 1 Datos Iniciales Litologia Tobas ρo 2910 kg/m3 Kdt VLD [σ ] [σ ] e comp e trac 2954 m/s 25,60 MPa MPa kg/m3 m/s Kcal/kg m m kg/m3 Kcal/kg MPa RCE 0,012932 C1 0,285992 C2 -0,001226 Cálculo del campo tensional R,m Ř σrmax,MPa 0,0647 5,00 611 0,0776 6,00 474 0,0905 7,00 382 0,1002 7,75 331 0,1164 9,00 269 0,1293 10,00 232 0,1423 11,00 203 0,1552 12,00 180 0,1811 14,00 145 0,1973 15,26 138 0,2069 16,00 131 0,2328 18,00 115 0,2586 20,00 102 0,3205 24,78 81 0,3880 30,00 66 0,5173 40,00 48 0,5740 44,39 42,58 0,6466 50,00 37 0,7113 55,00 34 0,7759 60,00 31 0,9053 70,00 26 0,9699 75,00 24 1,1070 85,60 20,67 1,1510 89,00 20 1,2932 100,00 17 ρSE Vd QSE dc db ρTEN QTEN Pr 6,10 1150 4400 740 0,042 0,042 1650 1360 5820 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. [σ ] [σ ] [σ ] 20,67 MPa. e cort 7,21 MPa. d cort 50,50 MPa. Rtrit Rg Rdesc W 3,39 d trac 0,1973 0,3205 1,1070 0,7137 στmax,MPa σcortmax,MPa 171 220 132 171 106 138 92 120 74 97 63 84 55 74 49 65 39 53 37 50,50 35 48 30 42 27 38 20,67 30 16 25 11 18 10 16 8 14 7 13 6 12 5 10 5 10 4 8 4 8 3 7 m m m m �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Modelación de los campos tenso-deformacional Cargas compactas de tectrón Trasvase Este –Oeste Túnel Yagrumal – Guaro Frente Ojo de Agua-Yagrumal Datos Litologia Caliza masiva Resistencia dinámica de las rocas ρo 2710 kg/m3 Kdt 3,25 VLD [σ ] [σ ] e comp 5983 m/s 60,92 Mpa e trac [σ ] [σ ] [σ ] d trac 12,79 MPa e cort 8,94 MPa d cort 3,94 MPa 62,61 ρSE 1150 kg/m3 Campo deformacional Vd 4400 m/s Rtrit 0,1774 QSE 740 Kcal/kg 0,7678 Rg Rdesc dc 0,042 Mm 2,0349 db 0,042 Mm W 1,4013 ρTEN 1650 kg/m3 QTEN 1360 Kcal/kg Pr 8432,00 MPa RCE 0,01293 C1 0,45968 C2 -0,00293 Cálculo del campo-tenso deformacional R,m Ř Σcmax,MPa Σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,1035 8,00 459 200 129 0,1164 9,00 389 169 110 0,1202 9,29 372 161 106 0,1293 10,00 336 144 96 0,1774 13,72 216 90 62,61 0,2586 20,00 127 51 38 0,3028 23,42 102 40 31 0,5173 40,00 48 17 16 0,5481 42,38 44 15 15 0,7678 59,37 45 12,79 16 0,9053 70,00 37 10 14 0,9812 75,87 34 8 13 1,1639 90,00 28 6 11 1,2932 100,00 25 4 11 1,5519 120,00 19 2 9 1,8105 140,00 15 1 7 2,0349 157,35 12,79 0 6 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. MPa m m m m �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Modelación de los campos tenso-deformacional Trasvase Este –Oeste Tramo Yagrumal-Guaro Frente Ojo de Agua-Yagrumal Datos Litologia Caliza blanco,crema masiva Cargas compactas de tectrón Resistencia dinámica de las rocas ρo 2700 kg/m3 Kdt 3,28 VLD [σ ] [σ ] e comp 5500 m/s 50,14 Mpa e trac [σ ] [σ ] [σ ] d trac 15,63 MPa e cort 8,93 MPa d cort 4,77 MPa 62,50 ρSE 1150 kg/m3 Campo deformacional Vd 4400 m/s Rtrit 0,1820 QSE 740 Kcal/kg 0,5128 Rg Rdesc dc 0,042 Mm 1,7655 db 0,042 Mm W 1,1391 ρTEN 1650 kg/m3 QTEN 1360 Kcal/kg Pr 8327,00 MPa RCE 0,01293 C1 0,42858 C2 -0,00263 Cálculo del campo-tenso deformacional r,m Ř σcmax,MPa Σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,1035 8,00 453 185 134 0,1164 9,00 384 156 114 0,1202 9,29 367 148 109 0,1293 10,00 332 133 99 0,1820 14,07 205 80 62,50 0,2586 20,00 126 47 39 0,3028 23,42 101 37 32 0,5128 39,65 48 15,63 16 0,5481 42,38 44 14 15 0,7591 58,70 45 12 16 0,9053 70,00 37 9 14 0,9812 75,87 34 8 13 1,1639 90,00 28 5 11 1,2932 100,00 25 4 10 1,5519 120,00 19 2 8 1,7655 136,52 15,63 1 7 2,0084 155,30 13 0 6 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. MPa m m m m �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 9B Determinación del campo tenso-deformacional con cargas desacopladas de sustancia explosiva en las litologías en estudio en las minas y trasvases en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tabla 1 Modelación del campo tenso-deformacional Cargas desacopladas con espacio anular de aire Mina Amores Datos Litologia :Harzburgitas ρo 2790 kg/m3 Kdt 3,37 VLD 3618 m/s [σdt] 13,94 [σec] 73,9 MPa [σecort] 10,10 e d [σ t] 4,14 MPa [σ cort] 70,69 ρSE 1150 kg/m3 Vd 4400 m/s Rtrit 0,0661 QSE 740 Kcal/kg Rgunis 0,4277 dc 0,032 m Rgais 0,246 db 0,042 m Rdesc 0,7627 ρtrotil 1500 kg/m3 0,50 W Qtrotil 1010 Kcal/kg Vtrotil 6700 m/s Vc/Vb 0,1956 N 3 Kref 1,33 Χ 1,41 C1 0,3201 C2 -0,0016 Rc 0,016 m Rce 0,0120 m Rb 0,021 m Ř. 1,7512 Pprodexplos 2783 MPa ρr 2848 Pcamcarga 544 MPa Vr 73 Prefractada 725 MPa Vf 3559 Cálculo del campo tensional r,m Ř σrmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,021 1,8 725 230 248 0,030 2,5 482 152 165 0,048 4,0 292 92 100 0,066 5,5 205 64 70,69 0,072 6,0 187 58 64 0,084 7,0 158 49 55 0,096 8,0 136 42 47 0,108 9,0 120 37 42 0,120 10,0 107 32 37 0,246 20,5 48 13,94 17 0,360 30,0 32 9 12 0,428 35,7 26 6,97 10 0,600 50,0 18 4 7 0,763 63,6 13,94 3 5 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral MPa MPa MPa M M M M M Kg/m3 m/s m/s �Anexos Tabla 2 Modelación del campo tenso-deformacional Trasvase Caney –Gilbert Tramo:Frente 1 Datos Litologia: Tobas Cargas Desacopladas con espacio anular de aire ρo 2910 kg/m3 Kdt 3,29716 VLD 4954 m/s [σdt] 20,11 e e [σ c] 25,60 MPa [σ cort] 7,21 [σet] 6,10 MPa [σdcort] 50,50 ρSE 1150 kg/m3 Vd 4400 m/s Rtrit QSE 740 Kcal/kg Rgunis 0,0872 dc 0,032 M Rgais 0,4137 db 0,042 M Rdesc 0,2422 ρtrotil 1500 kg/m3 0,6017 W Qtrotil 1010 Kcal/kg Vtrotil 6700 m/s Vc/Vb 0,1956 n 3 Kref 1,48 C1 0,4187 C2 -0,0025 Rc 0,016 m Rce 0,0120 M Rb 0,021 M Ř. 1,7512 Pfrenteonda 5566 MPa ρr 2945 Pprodexplos 2783 MPa Vr 58 Pcamcarga 544 MPa Vf 3953 Prefractada 806 MPa Cálculo del campo tensional r,m ř σrmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,021 1,8 798 331 234 0,034 2,8 478 197 141 0,044 3,7 357 146 105 0,060 5,0 254 103 75 0,072 6,0 208 84 62 0,087 7,3 168 67 50,50 0,096 8,0 152 60 46 0,108 9,0 133 53 40 0,120 10,0 119 47 36 0,180 15,0 76 29 24 0,242 20,2 55 20,11 17 0,300 25,0 43 15 14 0,360 30,0 35 12 12 0,414 34,5 30 10,06 10 0,481 40,1 26 8 9 0,540 45,0 23 7 8 0,602 50,2 20,11 6 7 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral MPa MPa MPa m m m m Kg/m3 m/s m/s �Anexos Tabla 3 Modelación del campo tenso-deformacional Trasvase Este –Oeste Tramo:Yagrumal _Guaro Datos Litologia:Serpentinita pardo verdosa Cargas:Desacopladas con espacio anular de aire ρo 2860 kg/m3 Kdt 3,3604 VLD 3730 m/s [σdt] 9,58 e e [σ c] 23,40 MPa [σ cort] 4,71 [σet] 2,85 MPa [σdcort] 33,00 ρSE 1150 kg/m3 Vd 4400 m/s Rtrit 0,1339 QSE 740 Kcal/kg Rgunis 0,5828 dc 0,032 M Rgais 0,3475 db 0,042 M Rdesc 1,9100 ρtrotil 1500 kg/m3 1,2464 W Qtrotil 1010 Kcal/kg Vtrotil 6700 m/s Vc/Vb 0,1956 Kref 1,36 n 3 C1 0,3332 C2 -0,00169 Rc 0,016 m Rce 0,0120 m Rb 0,021 m Ř. 1,7512 Pfrenteonda 324 MPa ρr 2916 Pprodexplos 5566 MPa Vr 71 Pcamcarga 2783 MPa Vf 3662 Prefractada 544 MPa Prefractada 739 MPa R,m Ř σrmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,0210 1,8 739 244 247 0,0360 3,0 409 134 137 0,0480 4,0 298 97 100 0,0959 8,0 139 44 47 0,1079 9,0 122 39 42 0,1199 10,0 109 34 37 0,1339 11,2 96 30 33,00 0,2398 20,0 51 15 18 0,3475 29,0 34 9,58 12 0,4797 40,0 24 6 9 0,5828 48,6 19 4,79 7 1,0500 50,0 18 5 7 1,2600 60,0 15 4 6 1,6800 80,0 11 2 4 1,9100 91,0 9,58 2 4 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral MPa MPa MPa m m m m m Kg/m3 m/s m/s �Anexos Tabla 4 Modelación del campo tenso-deformacional Trasvase Este –Oeste Tramo:Yagrumal _Guaro Datos Litologia:Caliza masiva Cargas desacopladas con espacio anular de aire ρo 2710 Kg/m3 Kdt 3,25 VLD 5983 m/s [σdt] 12,80 [σec] 60,92 MPa [σecort] 8,95 e [σ t] 3,942 MPa [σdcort] 62,63 ρSE 1150 kg/m3 Vd 4400 m/s Rtrit 0,0688 QSE 740 Kcal/kg Rgunis 0,6061 dc 0,032 M Rgais 0,3753 db 0,042 M Rdesc 0,9315 ρtrotil 1500 kg/m3 W Qtrotil 1010 Kcal/kg Vtrotil 6700 m/s Vc/Vb 0,1956 N 3 Kref 1,52 Χ 1,41 C1 0,4597 C2 -0,0029 Rc 0,016 M Rce 0,0120 M Rb 0,021 M Ř. 1,75 Pfrenteonda 5566 MPa ρr 2735 Pprodexplos 2783 MPa Vr 53 Pcamcarga 544 MPa Vf 5784 Prefractada 830 MPa r,m Ř σrmax,MPa σtmax,MPa σcortmax,MPa 0,021 1,8 830 377 226 0,030 2,5 558 253 153 0,036 3,0 459 207 126 0,048 4,0 335 150 92 0,060 5,0 262 116 73 0,069 5,7 225 100 62,63 0,084 7,0 181 79 51 0,096 8,0 156 68 44 0,108 9,0 137 59 39 0,120 10,0 122 53 35 0,180 15,0 78 32 23 0,240 20,0 57 23 17 0,375 31,3 35 12,80 11 0,480 40,0 27 9 9 0,606 50,5 21 6,40 7 0,719 60,0 17 5 6 0,932 77,7 12,80 16 -2 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral MPa MPa MPa m m m m Kg/m3 m/s m/s �Anexos Tesis Doctoral Tabla 5 Modelación del campo tenso-deformacional Cargas desacopladas con espacio radial de aire Obra:Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl.Túnel1 Datos Iniciales Litologia Esquistos cloríticos Resistencia dinámica de las rocas ρo 2710 kg/m3 Kdt 3,26 VLD 5750 m/s [σdt] 13,04 MPa [σec] 176,00 MPa [σecort] 15,32 MPa [σet] 4,00 MPa [σdcort] 107,23 MPa Rtrit Rgunis Rgais Rdesc 0,0424 0,5864 0,3601 0,9080 0,7472 3 ρSE 1150 kg/m Vd 4400 m/s QSE 740 Kcal/kg dc 0,032 M db 0,042 M ρtrotil 1500 kg/m3 Qtrotil 1010 Kcal/kg Vtrotil 6700 m/s Vc/Vb 0,1956 N 3 Kref 1,51 Χ 1,41 C1 0,4453 C2 -0,0028 Rc 0,016 M Rce 0,0120 M Rb 0,021 M Ř. 1,7512 Pfrenteonda 5566 MPa Pprodexplos 2783 MPa Pcamcarga 544 MPa Prefractada 822 MPa Cálculo del campo tensional R,m Ř σrmax,MPa 0,021 1,8 814 0,024 2,0 710 0,033 2,8 497 0,042 3,5 380 0,058 4,8 271 0,072 6,0 212 0,096 8,0 155 0,108 9,0 136 0,240 20,0 56 0,360 30,0 36 0,586 48,9 21 0,719 60,0 17 0,908 75,7 13,04 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. W ρr Vr Vf m m m m m 2737 Kg/m3 55 m/s 4528 m/s σtmax,MPa σcortmax,MPa 358 228 312 199 218 140 165 107,23 117 77 91 61 65 45 57 39 22 17 13,04 12 6,52 7 5 6 3 5 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 10 Parámetros del campo tenso-deformacional generado por cargas de sustancias explosivas compactas y desacopladas en las litologías donde estaban enclavadas las obras en investigación. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Parámetros del campo deformacional producido por la voladura de una carga compacta en las diferentes litologías objeto de estudio Parámetros del campo deformacional Nº Litología Trasvase , Mina Tramo Rt,m Rgu,m Rga,m Rd,m W,m I.1 Dunitas Mercedita Socavón apertura 0,2223 0,9548 0,6217 1,7871 1,2044 I.2 Cromitas Mercedita Galería de corte 0,1219 0,9188 0,6298 1,4519 1,0408 I.3 Serpentinita. Mercedita Socavón de apertura 0,3013 0,9548 0,5990 1,8972 1,2481 I.4 Peridotito Mercedita Socavón de apertura 0,3091 1,0929 0,7219 2,1636 1,4427 I.5 Gabrodiabasa Mercedita Galería nivel principal 0,2396 0,9854 0,6443 1,8627 1,2535 II.1 Dunitas Amores Socavón A-1 0,1628 0,9373 0,6113 1,7243 1,1678 II.2 Cromitas Amores Socavón A-1 0,1655 1,0149 0,6943 1,8150 1,2547 II.3 Harzburgitas Amores Socavón A-1 0,1809 0,8531 0,5238 1,6891 1,1064 II.4 Serpentinita Amores Socavón A-1 0,2611 0,9634 0,6292 1,8078 1,2185 III.1 Porfirita andesiticas El Cobre Galeria principal nivel +30 0,1561 0,7065 0,4350 1,2599 0,8474 III.2 Tobas andesíticas El Cobre Galeria principal nivel +30 0,1002 0,3850 0,2213 0,5740 0,3977 III.3 Areniscas tobaceas El Cobre Galeria principal nivel +31 0,1628 1,0346 0,7624 2,0653 1,4138 IV.1 Tobas Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 0,1682 0,6778 0,4173 1,8752 1,1462 IV.2 Aglomerados Trasvase Caney –Gilbert Frente 1 0,2066 0,8800 0,5426 1,7471 1,3136 V.1 Gabrodiabasa Trasvase Este –Oeste Yagrumal –Guaro 0,1244 0,8057 0,5076 1,5062 1,1559 V.2 Dibasa Trasvase Este-Oeste Manacal -Castellanos 0,1202 0,5735 0,3431 0,9491 0,7613 V.3 Caliza Masiva Trasvase Este –Oeste Ojo de Agua - Yagrumal 0,1774 1,0957 0,7678 2,0342 1,5650 V.4 Caliza , blanco crema masiva Trasvase Este –Oeste Castellanos- Manacal 0,1792 0,9925 0,6714 1,7793 1,3859 V.5 Serpentinita pardo -verdosa Trasvase Este –Oeste Guaro-Manacal 0,3952 1,1991 0,8052 2,4481 1,8236 V.6 Aleurolitas Trasvase Este-Oeste Ojo de Agua - Yagrumal 0,6191 1,6190 0,8639 3,2447 2,4318 VI:1 Aleurolitas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Tunel 2 0,4273 1,01259 0,63303 2,0540 1,5333 VI.2 Esquistos cloríticos Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 0,1201 1,0767 0,7462 1,9980 1,5374 VI.3 Calizas arcillosas Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Túnel 1 0,2706 0,9195 0,5843 1,7640 1,3417 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. b,m 0,2496 0,1220 0,2933 0,3498 0,2681 0,2305 0,2398 0,2533 0,2550 0,1410 0,0127 0,3792 0,4685 0,4336 0,3503 0,1878 0,4692 0,3934 0,6245 0,8129 0,5207 0,4606 0,4222 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Parámetros del campo deformacional de una carga desacoplada en las diferentes litologías objeto de estudio Nº Litología Trasvase ,Mina Tramo, excavación Rt,m Rgu,m I.1 Dunitas Mercedita Galería Principal Nivel 0,0792 0,4608 I.2 tas Mercedita Galería Nivel Principal 0,0424 0,4955 I.3 Serpentinitas Mercedita Galería Nivel Principal 0,1009 0,4123 I.4 Peridotitos Mercedita Galería Nivel Principal 0,0936 0,4684 I.5 Gabrodiabasa Mercedita Galería Nivel Principal 0,0784 0,5024 II.1 Dunitas Amores Socavón A-2 0,0612 0,4365 II.2 Cromitas Amores Socavón A-2 0,0419 0,5102 II.3 Harzburgitas Amores Socavón A-2 0,0661 0,4277 II.4 Serpentinita Amores Socavón A-2 0,0936 0,4686 III.1 Porfiritas andesíticas El Cobre Galería Principal Nivel +30 0,0920 0,4749 III.2 Tobas andesíticas El Cobre Galería Principal Nivel +30 0,0333 0,1608 III.3 Areniscas tobaceas El Cobre Galería principal nivel+30 0,0619 0,6044 IV.1 Tobas Caney –Gilbert Frente Nº1 0,0872 0,4137 VI.2 Aglomerados Caney –Gilbert Frente Nº1 0,0988 0,4953 V.I Gabrodiabasa Este –Oeste Yagrumal -Guaro 0,0593 0,5360 V.2 Diabasa Este –Oeste Manacal-Castellanos 0,0413 0,2587 V.3 Caliza Masiva Este –Oeste Ojo de Agua - Yagrumal 0,0688 0,6061 V.4 Caliza , blanco crema masiva Este –Oeste Castellanos- Manacal 0,0709 0,5052 V.5 Aleurolitas Este –Oeste Castellanos -Manacal 0,1819 0,6871 V.6 Serpentinita pardo -verdosa Este –Oeste Tramo Guaro-Manacal 0,1339 0,5828 VI.1 Esquistos cloríticos Sabanalamar-Pozo Azul Túnel 1 0,0424 0,5864 VI.2 Aleurolitas Sabanalamar-Pozo Azul Túnel 2 0,1901 0,5576 VI.3 Calizas arcillosas Sabanalamar-Pozo Azul Túnel 1 0,12945 0,5381 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Parámetros Rga,m Rd,m W,m b,m 0,2708 0,7402 0,6005 0,1397 0,3024 0,5912 0,5433 0,0478 0,2358 0,7503 0,5813 0,1690 0,2758 0,7591 0,6137 0,1453 0,3003 0,7783 0,6404 0,1379 0,2422 0,6017 0,5191 0,0826 0,3131 0,6063 0,5583 0,0480 0,2461 0,7627 0,5952 0,1675 0,2758 0,7591 0,6139 0,1452 0,2829 0,6941 0,5845 0,1096 0,0886 0,2175 0,1891 0,0283 0,3726 0,9611 0,7828 0,1784 0,2422 0,6017 0,5077 0,0940 0,2876 0,9445 0,7199 0,2246 0,3210 0,8875 0,7118 0,1757 0,1455 0,6944 0,4765 0,2179 0,3753 0,9315 0,7688 0,1627 0,3027 0,7617 0,6335 0,1283 0,4064 1,5097 1,0984 0,4113 0,3475 1,9100 1,2464 0,6636 0,3601 0,9080 0,7472 0,1608 0,3263 1,1164 0,8370 0,2794 0,3187 0,9677 0,7529 0,2148 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 11 Comportamiento de los principales indicadores de las voladuras experimentales M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Voladuras Experimentales en la mina Mercedita Nº Parámetros Principales 1 Avance del frente Longitud de los barrenos Cantidad de Barrenos de cuele de arranque de contorno de piso Carga barrenos de cuele Carga barrenos arranque Carga barrenos de piso Carga barrenos de contorno 2 Extensión del montón de rocas 3 Gasto de SE Gasto específco de SE 4 Volumen de roca arrancada 5 Coefic. aprovechamiento de los barrenos 6 Area de laboreo de la excavación Area de proyecto de la excavación 7 Coeficiente de sobreexcavación 8 Metraje de barrenación Metraje específico de barrenación Metraje específico de barrenación 9 Gasto de detonadores Gasto específco de detonadores M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Orden consecutivo de las voladuras 1 2 3 4 5 6 7 8 9 la m 1,16 1,18 1,23 1,26 1,32 1,41 1,4 1,43 1,12 lb m 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 Nb Unid 16 16 16 16 16 16 16 16 16 nc Unid 4 4 4 4 4 4 4 4 4 na Unid 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ncont Unid 8 8 8 8 8 8 8 8 8 npiso Unid 4 4 4 4 4 4 4 4 4 qbc Kg 1 1 1 1 1 1 1 1 1 qbac Kg 0 0 0 0 0 0 0 0 0 qba Kg 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 qbco Kg 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Lm M 6 6 5 6,75 5,9 6 4 4,5 7 Qse Kg 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 qse kg/m3 2,22 2,16 2,09 2,04 1,93 1,80 1,82 1,80 2,28 Vr m3 5,42 5,55 5,73 5,88 6,23 6,67 6,61 6,65 5,26 CAB % 0,7 0,72 0,75 0,76 0,80 0,85 0,85 0,87 0,68 Sl m2 4,67 4,70 4,66 4,67 4,72 4,73 4,72 4,65 4,70 Sp m2 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 Ks 1,04 1,04 1,04 1,04 1,05 1,05 1,05 1,03 1,04 Mbarrenac m 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 26,4 Mbespl m/m 22,76 22,37 21,46 20,95 20,00 18,72 18,86 18,46 23,57 Mbespvol m/m3 4,87 4,76 4,61 4,49 4,24 3,96 4,00 3,97 5,02 Qdet Unid 16 16 16 16 16 16 16 16 16 qdet unid/m 13,79 13,56 13,01 12,70 12,12 11,35 11,43 11,19 14,29 Símbolo UM �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Principales indicadores de los trabajos de perforación y voladura. Voladuras Experimentales .Mina Amores. Frente: Socavón A-2 Orden consecutivo de las voladuras. Nº Parámetros Principales Simbolo UM 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Avance del frente la M 1,04 0,95 0,99 1,02 1,08 1,1 1,03 0,92 Longitud de los barrenos lb M 1,5 1,50 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Cantidad de Barrenos N Unid 14 14 14 14 14 14 14 14 De cuele nc Unid 4 4 4 4 4 4 4 4 De arranque na Unid 0 0 0 0 0 0 0 0 De contorno ncont Unid 7 7 7 7 7 7 7 7 De piso npiso Unid 3 3 3 3 3 3 3 3 Carga barrenos de cuele qbc Kg 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 Carga barrenos arranque qa Kg 0 0 0 0 0 0 0 0 Carga barrenos de piso qbp Kg 1 1 1 1 1 1 1 1 Carga barrenos de contorno qbco Kg 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 2 Extensión del montón de rocas Lm M 9 7 5 6,75 5,9 6 4 4,5 3 Gasto de SE QSE Kg 13,25 13,25 13,25 13,25 13,25 10,4 12 9,6 Gasto específco de SE qSE Kg/m3 2,38 2,78 2,71 2,22 2,46 1,87 2,25 2,01 4 Volumen de roca arrancada Vr M3 5,56 4,76 4,88 5,96 5,39 5,57 5,34 4,77 5 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,69 0,63 0,66 0,68 0,72 0,73 0,69 0,61 6 Area de laboreo de la excavación Sl M2 5,35 5,01 4,93 5,84 4,99 5,06 5,18 5,18 Area de proyecto de la excavación Sp m2 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 7 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,19 1,11 1,10 1,30 1,11 1,12 1,15 1,15 8 Metraje de barrenación Mbar M 21,00 21 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 21,00 Metraje específico de barrenación por m Mbe m/m3 20,19 22,11 21,21 20,59 19,44 19,09 20,39 22,83 Metraje específico de barrenación por m3 Qdet Unid 3,77 4,41 4,30 3,53 3,90 3,77 3,94 4,41 9 Gasto de detonadores qdet unid/m 14 14 14 14 14 14 14 14 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 13,46 14,74 14,14 13,73 12,96 12,73 13,59 15,22 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 9 1,01 1,5 14 4 0 7 3 1,25 0 1 0,75 7 12 2,25 5,34 0,67 5,29 4,50 1,18 21,00 20,79 3,93 14 13,86 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Principales indicadores de los trabajos de perforación y voladura. Voladuras experimentales. Mina: El Cobre. Galería principal nivel +30 Parámetros Principales Nº Símbolo Voladuras Experimentales UM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 Avance del frente la m 1,25 1,40 1,30 1,30 1,35 1,40 1,25 1,40 1,30 1,30 1,35 Longitud de los barrenos lb m 1,5 1,50 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Cantidad Total de Barrenos N unid 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 De cuele nc unid 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 De arranque na unid 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 De piso ncont unid 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 De contorno npiso unid 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 Carga barrenos de cuele qbc kg 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Carga barrenos arranque qa kg 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Carga barrenos de piso qbp kg 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 Carga barrenos de contorno qbco kg 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 2 Extensión del montón de rocas Lm m 4,6 2,9 3 3,2 11 7 8 5 5 8 9 4 Gasto de SE QSE kg 15 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 12,6 Gasto específco de SE qSE kg/m3 2,01 1,50 1,64 1,65 1,66 1,53 1,70 1,51 1,65 1,65 1,59 5 Volumen de roca arrancada Vr m3 7,46 8,38 7,69 7,62 7,60 8,23 7,40 8,36 7,62 7,62 7,91 6 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,83 0,93 0,87 0,87 0,90 0,93 0,83 0,93 0,87 0,87 0,90 7 Area de laboreo de la excavación Sl m2 5,97 5,98 5,92 5,86 5,63 5,88 5,92 5,97 5,86 5,86 5,86 Area de proyecto de la excavación Sp m2 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 5,42 8 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,10 1,10 1,09 1,08 1,04 1,08 1,09 1,10 1,08 1,08 1,08 9 Metraje de barrenación Mbar m 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 Metraje específico de barrenación Mbe m/m3 26,4 23,6 25,38 25,385 24,4 23,57 26,40 23,57 25,38 25,38 24,44 Metraje específico de barrenación Qdet Unid 4,42 3,94 4,29 4,33 4,34 4,01 4,46 3,95 4,33 4,33 4,17 10 Gasto de detonadores qdet unid/m 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 Gasto específco de detonadores Qdet unid/m 17,6 15,7 16,92 16,923 16,3 15,71 17,6 15,71 16,92 16,92 16,3 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Principales indicadores de los trabajos de perforación y voladura. Voladuras experimentales. Trasvase:Caney-Gilbert. Frente Nº1 Nº Parámetros Principales Símbolo UM Orden consecutivo de las voladuras 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Avance del frente la m 3,40 3,50 3,30 3,20 2,70 2,80 3,50 3,20 2,95 3,30 Longitud de los barrenos lb m 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75 Cantidad de Barrenos N unid 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 De cuele nc unid 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 ayudantes de cuele nac unid 6 11 11 11 11 11 11 11 11 11 De arranque na unid 15 13 13 13 13 13 13 13 13 13 De contorno ncont unid 22 19 19 19 19 19 19 19 19 19 De piso npiso Unid 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 Carga en barrenos de cuele qbc kg 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Carga en barrenos ayudantes de cuele qbac kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga en barrenos de arranque qba kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga en barrenos de contorno qbco kg 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 Carga en barrenos de piso qbp kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 2 Extensión del montón de rocas Lm M 6 6 5 7 6 6 4 5 7 8 4 Gasto de SE QSE Kg 91,2 93 93 93 93 93 93 93 93 93 Gasto específco de SE QSE Kg/m3 1,59 1,63 1,69 1,73 2,07 1,96 1,45 1,65 1,78 1,57 3 5 Volumen de roca arrancada in situ Vr m 57,52 57,23 54,87 53,80 44,90 47,41 64,16 56,41 52,39 59,07 6 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB 0,91 0,93 0,88 0,85 0,72 0,75 0,93 0,85 0,79 0,88 7 Area de laboreo de la excavación Sl m2 16,92 16,35 16,63 16,81 16,63 16,93 18,33 17,63 17,76 17,90 Area de proyecto de la excavación Sp m3 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 16,33 8 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,04 1,00 1,02 1,03 1,02 1,04 1,12 1,08 1,09 1,10 9 Metraje de barrenación Mb m 210 210 210 210 210 210 210 210 210 210 Metraje específico de barrenación Mbe m/m3 3,65 3,67 3,83 3,90 4,68 4,43 3,27 3,72 2,95 3,30 10 Gasto de detonadores Qdet unid 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 16,47 16,00 16,97 17,50 20,74 20,00 16,00 17,50 18,98 16,97 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 11 3,00 3,75 56 6 11 13 19 7 2,4 1,8 1,8 1,2 1,8 9 93 1,75 53,27 0,80 17,76 16,33 1,09 210 3,00 56 18,67 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 5. Principales indicadores de los trabajos de perforación y voladur Voladuras experimentales. Trasvase Este-Oeste.Tramo: Esperanza -Enmedio a. Nº Parámetros Principales Símbolo UM Voladuras Experimentales 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Avance del frente la m 2,70 2,75 2,78 2,82 2,83 2,84 2,78 2,85 2,80 2,82 2,79 2,75 Longitud de los barrenos lb m 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Cantidad total de barrenos N unid 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 De cuele nc unid 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 De cuele vacío (taladro) 102mm ncv unid 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ayudantes de cuele nac unid 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 de arranque na unid 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 de contorno ncont unid 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 De piso npiso unid 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Carga barrenos de cuele qbc kg 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 Carga barrenos ayudantes de cuele qbac kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga barrenos de arranque qa kg 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Carga barrenos de contorno qbco kg 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Carga barrenos de piso qbp kg 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 Gasto de SE QSE kg 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 84,60 Gasto específco SE qSE kg/m3 0,83 0,81 0,81 0,79 0,80 0,77 0,77 0,75 0,77 0,78 0,78 0,79 3 4 Volumen de roca arrancada Vr m 102,2 104,9 104,3 107,6 105,6 109,7 109,8 113,2 110,6 108,5 108,8 107,3 5 Coefic. aprovechamiento de los barrenos CAB % 0,84 0,86 0,87 0,88 0,88 0,89 0,87 0,89 0,88 0,88 0,87 0,86 6 Area de laboreo de la excavación Sl m2 37,87 38,17 37,55 38,17 37,31 38,61 39,51 39,73 39,48 38,47 39,00 39,00 Area de proyecto de la excavación Sp m2 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 30,89 31,89 7 Coeficiente de sobreexcavación Ks 1,23 1,24 1,22 1,24 1,21 1,25 1,28 1,29 1,28 1,25 1,26 1,22 8 Metraje de barrenación Mb m 176 176 176 176 176 176 176 176 176 176 176 176 3 Metraje específico de barrenación Mbe m/m 1,72 1,68 1,69 1,64 1,67 1,61 1,60 1,55 1,59 1,62 1,62 1,64 9 Gasto de detonadores Qdet Unid 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 Gasto específco de detonadores qdet unid/m 20,37 20,00 19,78 19,50 19,43 19,37 19,78 19,30 19,64 19,50 19,71 20,00 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 12 Comportamiento estadístico de los indicadores de las voladuras experimentales. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Histograma de frecuencia del aprovechamiento del barreno. Voladuras experimentales en el frente Ojo de Agua-Yagrumal Aprovechamiento de los barrenos = 12*0,012*normal(x; 0,8458; 0,0223) Histograma de frecuencia del área de laboreo Histograma de frecuencia del coeficiente de sobreexcavación Ärea de laboreo dela excavación = 12*0,346*normal(x; 32,115; 0,4679) Coeficiente de sobreexcavación,Ks = 12*0,012*normal(x; 1,04; 0,0154) 4 3 2 1 0 0,810 0,822 0,834 0,846 0,858 3 2 1 0 0,870 5 4 Nº de observaciones Nº de observaciones Nº de observaciones 6 5 31,560 32,252 32,598 32,944 4 4 Nº de observaciones 5 3 2 1 1,89 1,96 2,03 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 1,04 1,06 1,07 Figura 3 Histograma de frecuencia de la longitud de avance Longitud de avance = 12*0,042*normal(x; 2,8308; 0,0714) 5 3 2 1 0 1,03 6 4 3 2 1 0 0,0843 Consumo específico de SE Figura 4 1,02 Coeficiente de sobreexcavación,Ks Histograma de frecuencia de la rugosidad del contorno Rugosidad del contorno,m = 12*0,0262*normal(x; 0,1503; 0,0505) 5 1,82 2 0 33,290 Nº de observaciones Histograma de frecuencia del consumo específico de SE Consumo específico de SE = 12*0,07*normal(x; 1,9075; 0,1093) Nº de observaciones 31,906 Figura 2 1,75 3 Ärea de laboreo de la excavación,m2 Figura 1 1,68 4 1 Aprovechamiento de los barrenos 0 6 5 0,1105 0,1367 0,1628 0,1890 0,2152 2,700 2,784 2,826 2,868 Longitud de avance l a , m Rugosidad del contorno,m Figura 5 2,742 Figura 6 2,910 1,08 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 13 Registros fotográficos de los contorneados obtenidos con las voladuras en los emboquilles de los túneles. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Emboquille Serones-Ojo de Agua. Figura 1. Registro fotográfico del contorneado con las voladuras experimentales en el emboquille Serones –Ojo de Agua. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Emboquille Serones-Guaro. Figura 2. Registro fotográfico del contorneado del túnel obtenido por voladuras experimentales en el emboquille Serones-Guaro. M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Emboquille Manacal –Castellanos. Figura 3.Registro fotográfico del contorneado alcanzado con voladuras experimentales en emboquille Manacal-Castellanos M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 15 Parámetros de los cueles M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Parámetros del cuele en cuña vertical para todas las litologias objeto de estudio Nº Litología Trasvase , Mina I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 II.1 II.2 II.3 II.4 III.1 III.2 III.3 IV.1 IV.2 V.1 V.2 V.3 V.4 V.5 V.6 VI:1 VI.2 VI.3 Dunitas Cromitas Serpentinita. Peridotito Gabrodiabasa Dunitas Cromitas Harzburgitas Serpentinita Porfirita andesititas Tobas andesíticas Areniscas tobáceas Tobas Aglomerados Gabrodiabasa Dibasa Caliza Masiva Caliza , blanco crema masiva Serpentinita pardo -verdosa Aleurolitas Aleurolitas Esquistos cloríticos Calizas arcillosas M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Mercedita Mercedita Mercedita Mercedita Mercedita Amores Amores Amores Amores El Cobre El Cobre El Cobre Trasvase Caney –Gilbert Trasvase Caney –Gilbert Trasvase Este –Oeste Trasvase Este-Oeste Trasvase Este –Oeste Trasvase Este –Oeste Trasvase Este –Oeste Trasvase Este-Oeste Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Trasvase Sabanalamar-Pozo Azúl Parámetros del cuele en cuña Teóricos 0,44 1,9096 3,8917 0,24 1,8377 4,3239 0,60 1,9096 4,4933 0,62 2,1858 5,1431 0,48 1,9709 4,6373 0,33 1,8747 4,4109 0,33 2,0298 4,7761 0,36 1,7063 4,0148 0,52 1,9269 4,5339 0,31 1,4130 3,3246 0,20 0,7700 1,8117 0,33 2,0692 4,8686 0,34 1,3556 3,1895 0,41 1,7600 4,1412 0,25 1,6114 3,7914 0,24 1,1471 2,6990 0,35 2,1915 5,1565 0,36 1,9851 4,6708 0,79 2,3981 5,6427 1,24 3,2380 7,6187 0,85 2,0252 4,7651 0,24 2,1535 5,0670 0,54 1,8390 4,3270 Prácticos 0,3202 0,1755 0,4338 0,4729 0,3450 0,2344 0,2383 0,2768 0,3760 0,2248 0,1443 0,2344 0,2573 0,3161 0,1791 0,1731 0,2555 0,2581 0,5691 0,8915 0,6153 0,1730 0,3897 �Anexos Tesis Doctoral ANEXO 16. Procedimiento de cálculo de los impactos económicos de la investigación M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 1 Evaluación del impacto económico de la investigación por reducción de la sobreexcavación y el sobrecosto en el sostenimiento de las excavaciones subterráneas. Datos Iniciales Mina Amores Datos iniciales Símbolo Valor UM 1.Cantidad total de barrenos N 16 Unid 2.Cantidad de barrenos de contorno N cont 8 Unid 3.Cantidad complementaria de barrenos de contorno 3 Unid 0,19 -204 Pesos 0,18 - N contcomp 4.Relación cantidad complementaria /cantidad total 5.Costo de laboreo de 1m de excavación 6.Sobreexcavación Expresiones de cálculo Pb Clab P Clab = Gbarr + Gc arg roc + Gc arg vol + Gvent + Gsost + Goop , pesos Costo de laboreo en pesos 100 = Cbarr + Cc arg roc + Ccarvol + Cvent + Csost + Cotop Costo de laboreo en % Cbarr = (Gbarr / Clab ) *100 ; Cbarr = (Gc arg aroc / Clab ) *100 Costo de laboreo por operaciones en % ΔCbarr = Cb * P, % Incremento del costo de barrenación ,% Cálculo del ahorro ΔCahorro = Cc arg roc P + K 2Cs P − Cbarr Pb − K1Cc ar vol Pb ,% Estructura de los costos de laboreo de la excavación por procesos tecnológicos. Valor ,% Procesos tecnológicos Denominación Rocas resistentes Amores 1.Barrenación 2.Carga y voladura Cbarr C c ar vo l 26 1,5 36 2 3.Carga de las rocas Cc arg roc 25 40 4.Sostenimiento Csost Cotop 25 0 22,5 100 22 100 5.Otras operaciones Total Valor ,% Coeficiente K1 K2 ΔCbarr Cbarr + ΔCbarr Denominación Costos en salario de carga y voladura de los barrenos Costos en colocación de relleno del sostenimiento Incremento del costo de barrenación Rocas resistentes Amores 50-55 55 25 25 4,88 6,75 Costos de barrenación incrementados 30,88 42,75 Costo alcanzado en la carga de la roca Ahorro por metro de excavación 18,25 32,80 Ccalcanzado arg roc ΔCahorro ΔCahorro % Pesos Costo de laboreo de 1m de excavación alcanzado,peso/m Sostenimiento con Hormigón monolítico Ahorro por la disminución de los costos de hormigón Sostenimiento con Hormigón Gunitado P1 P Sostenimiento con bulones (anclas) M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 1,72 3,84 2,89 6,46 161,54 ΔChorm ,pesos ΔChorm ,% 0,04 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 2 Evaluación del impacto económico de la investigación por reducción de la sobreexcavación y el sobrecosto en el sostenimiento de las excavaciones subterráneas. Trasvase Caney-Gilbert Nº Datos iniciales Símbolo Valor UM 1 Cantidad total de barrenos N 56 Unid 2 Cantidad de barrenos de contorno Nco 22 Unid 3 Cantidad complementaria de barrenos de contorno Ncoc 3 Unid 4 Relación cantidad complementaria /cantidad total Pb 0,05 -5 Costo de laboreo de 1m de excavación Clab 690 pesos 6 Sobreexcavación P 0,17 Expresiones de cálculo Clab = Gbarr + Gc arg roc + Gc arg vol + Gvent + Gsost + Goop , pesos Costo de laboreo en pesos 100 = Cbarr + Cc arg roc + Ccarvol + Cvent + Csost + Cotop Costo de laboreo en % Cbarr = (Gbarr / Clab ) *100 ; Cbarr = (Gc arg aroc / Clab ) *100 Costo de laboreo por operaciones en % ΔCbarr = Cb * P, % Incremento del costo de barrenación ,% Ahoro ΔCahorro = Cc arg roc P + K 2Cs P − Cbarr Pb − K1Cc ar vol Pb ,% Estructura de los costos de laboreo de la excavación por procesos tecnológicos. Valor ,% Nº Procesos tecnológicos Denominación Rocas resistentes Caney-Gilbert 1 Barrenación Cbp 26 20 2 Carga y voladura Ccvp 1,5 2 3 Carga de las rocas Ccp 25 33 4 Sostenimiento Csp 25 20 5 Otras operaciones Coop 22,5 25 Total 100 100 Valor,% Coeficientes de gastos Denominación Rocas resistentes Caney-Gilbert K1 Gastos en salario de carga y voladura 50-55 55 K2 Gastos en relleno 25 25 Δcb Gastos adicionales en barrenación 1,42 1,09 Cbp+ΔCb Gastos de barrenación incrementados 27,42 21,09 Δccargap 21,00 27,72 Ahoro por metro de excavación ΔC, en por ciento 2,54 4,54 Δc, en pesos 23,49 31,32 Costo de laboreo de 1m de excavación alcanzado,peso/m 658,68 Sostenimiento con Hormigón monolítico Ahorro por la disminución de los gastos de hormigón Δchorm,% Δchorm,pesos Sostenimiento con Hormigón Gunitado P1 0,07 Δchormgunitado,% 4,07 Δchormgunitado,pesos/m 26,44 Sostenimiento con bulones (anclas) ΔC Bulones,% 2,32 ΔC Bulones,pesos 15,06 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 3 Evaluación del impacto económico de la investigación por reducción de la sobreexcavación y el sobrecosto en el sostenimiento de las excavaciones subterráneas. Trasvase Este-Oeste.Tramo:Esperanza –En medio Nº Datos iniciales Símbolo Valor UM 1 Cantidad total de barrenos N 55 Unid 2 Cantidad de barrenos de contorno Nco 19 Unid 3 Cantidad complementaria de barrenos de contorno Ncoc 3 Unid 4 Relación cantidad complementaria /cantidad total Pb 0,05 -5 Costo de laboreo de 1m de excavación Clab 926 pesos 6 Sobreexcavación P 0,16 Expresiones de cálculo Clab = Gbarr + Gc arg roc + Gc arg vol + Gvent + Gsost + Goop , pesos Costo de laboreo en pesos 100 = Cbarr + Cc arg roc + Ccarvol + Cvent + Csost + Cotop Costo de laboreo en % Cbarr = (Gbarr / Clab ) *100 ; Cbarr = (Gc arg aroc / Clab ) *100 Costo de laboreo por operaciones en % ΔCbarr = Cb * P, % Incremento del costo de barrenación ,% Ahoro ΔCahorro = Cc arg roc P + K 2 Cs P − Cbarr Pb − K1Cc ar vol Pb ,% Estructura de los costos de laboreo de la excavación por procesos tecnológicos. Valor ,% Nº Procesos tecnológicos Denominación Rocas resistentes Esperanza –En medio 1 Barrenación Cbp 26 20 2 Carga y voladura Ccvp 1,5 2 3 Carga de las rocas Ccp 25 33 4 Sostenimiento Csp 25 20 5 Otras operaciones Coop 22,5 25 Total 100 100 Valor,% Coeficientes de gastos Denominación Rocas resistentes Esperanza –Enmedio K1 Gastos en salario de carga y voladura 50-55 55 K2 Gastos en relleno 25 25 Δcb Gastos adicionales en barrenación 1,42 1,09 Cbp+ΔCb Gastos de barrenación incrementados 27,42 21,09 Δccargap 21,00 27,72 Ahoro por metro de excavación ΔC, en por ciento 2,54 4,19 Δc, en pesos 23,49 38,79 Costo de laboreo de 1m de excavación alcanzado,peso/m 887,21 Sostenimiento con Hormigón monolítico Ahorro por la disminución de los gastos de hormigón Δchorm,% Δchorm,pesos Sostenimiento con Hormigón Gunitado P1 0,07 Δchormgunitado,% 4,33 Δchormgunitado,pesos/m 40,11 Sostenimiento con bulones (anclas) ΔC Bulones,% 2,58 ΔC Bulones,pesos 23,91 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. �Anexos Tesis Doctoral Tabla 4 Evaluación del impacto económico de la investigación por reducción de la sobreexcavación y el sobrecosto en el sostenimiento de las excavaciones subterráneas. Trasvase Este-OesteTramo:Ojo de Agua-Serones Nº Datos iniciales Símbolo Valor UM 1 Cantidad total de barrenos N 71 unid 2 Cantidad de barrenos de contorno Nco 23 unid 3 Cantidad complementaria de barrenos de contorno Ncoc 7 unid 4 Relación cantidad complementaria /cantidad total Pb 0,10 -5 Costo de laboreo de 1m de excavación Clab 926 pesos 6 Sobreexcavación P 0,18 - Clab = Gbarr + Gc arg roc + Gc arg vol + Gvent + Gsost + Goop , pesos Costo de laboreo en pesos 100 = Cbarr + Cc arg roc + Ccarvol + Cvent + Csost + Cotop Costo de laboreo en % Cbarr = (Gbarr / Clab ) *100 ; Cbarr = (Gc arg aroc / Clab ) *100 Costo de laboreo por operaciones en % ΔCbarr = Cb * P, % Incremento del costo de barrenación ,% ΔCahorro = Cc arg roc P + K 2Cs P − Cbarr Pb − K1Cc ar vol Pb ,% Valor ,% Nº Procesos tecnológicos Denominación Rocas resistentes 1 Barrenación Cbp 2 Carga y voladura Ccvp 3 Carga de las rocas Ccp 4 Sostenimiento Csp 5 Otras operaciones Coop Total Coeficientes de gastos Denominación K1 Gastos en salario de carga y voladura K2 Gastos en relleno Δcb Gastos adicionales en barrenación Cbp+ΔCb Gastos de barrenación incrementados Δccargap Ahoro por metro de excavación ΔC, en por ciento Δc, en pesos Costo de laboreo de 1m de excavación alcanzado,peso/m Sostenimiento con Hormigón monolítico Ahorro por la disminución de los gastos de hormigón Δchorm,% Δchorm,pesos Sostenimiento con Hormigón Gunitado P1 Δchormgunitado,% Δchormgunitado,pesos/m Sostenimiento con bulones (anclas) ΔC Bulones,% ΔC Bulones,pesos M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Ojo de Agua-Serones 26 20 1,5 2 25 33 25 20 22,5 25 100 100 Valor,% Ojo de Agua-Serones 50-55 25 2,56 28,56 20,50 1,86 17,18 0,55 0,25 1,97 21,97 27,06 3,97 36,75 889,25 0,07 3,69 34,14 1,94 17,93 �Anexos Tesis Doctoral Tabla 5 Evaluación del impacto económico de la investigación por reducción de la sobreexcavación y el sobrecosto en el sostenimiento de las excavaciones subterráneas. Trasvase Este-OesteTramo:Ojo de Agua-Yagrumal Nº Datos iniciales Símbolo Valor UM 1 Cantidad total de barrenos N 67 unid 2 Cantidad de barrenos de contorno Nco 21 unid 3 Cantidad complementaria de barrenos de contorno Ncoc 5 unid 4 Relación cantidad complementaria /cantidad total Pb 0,07 -5 Costo de laboreo de 1m de excavación Clab 926 pesos 6 Sobreexcavación P 0,18 - Clab = Gbarr + Gc arg roc + Gc arg vol + Gvent + Gsost + Goop , pesos Costo de laboreo en pesos 100 = Cbarr + Cc arg roc + Ccarvol + Cvent + Csost + Cotop Costo de laboreo en % Cbarr = (Gbarr / Clab ) *100 ; Cbarr = (Gc arg aroc / Clab ) *100 Costo de laboreo por operaciones en % ΔCbarr = Cb * P, % Incremento del costo de barrenación ,% ΔCahorro = Cc arg roc P + K 2Cs P − Cbarr Pb − K1Cc ar vol Pb ,% Nº Procesos tecnológicos 1 2 3 4 5 Barrenación Carga y voladura Carga de las rocas Sostenimiento Otras operaciones Denominación Valor ,% Rocas resistentes Ojo de Agua-Yagrumal. 26 20 1,5 2 25 33 25 20 22,5 25 100 100 Valor,% Ojo de Agua-Yagrumal Coeficientes de gastos Cbp Ccvp Ccp Csp Coop Total Denominación K1 K2 Δcb Gastos en salario de carga y voladura Gastos en relleno Gastos adicionales en barrenación 50-55 25 2,56 0,55 0,25 1,49 Cbp+ΔCb Gastos de barrenación incrementados Δccargap Ahoro por metro de excavación ΔC, en por ciento Δc, en pesos Costo de laboreo de 1m de excavación alcanzado,peso/m Sostenimiento con Hormigón monolítico Ahorro por la disminución de los gastos de hormigón Δchorm,% Δchorm,pesos Sostenimiento con Hormigón Gunitado P1 Δchormgunitado,% Δchormgunitado,pesos/m Sostenimiento con bulones (anclas) ΔC Bulones,% ΔC Bulones,pesos 28,56 20,50 21,49 27,06 M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. 1,86 17,18 3,97 36,75 889,25 0,07 4,31 39,91 2,56 23,70 �Anexos M.Sc.Gilberto Sargentón Romero. Tesis Doctoral � 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 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 Criterios para el diseño de voladuras en el laboreo de excavaciones subterráneas Creator An entity primarily responsible for making the resource Gilberto Sargentón Romero 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/0d67b08a5bb2911ca86bfc366e50e6f5.pdf 1084d203280ab35304f32f822949bb66 PDF Text Text Tesis doctoral DESARROLLO DE HERRAMIENTAS PARA LA CREACIÓN, MODELACIÓN Y COMPROBACIÓN DE PROTECCIONES ELÉCTRICAS Orlys Ernesto Torres Breffe �Resumen de la Tesis 1 MINI STER IO DE EDUCACI ÓN SUPE RIOR INSTITU TO SUP ERIO R MINE RO MET ALÚR GICO “DR. ANTO NIO NÚÑE Z JIMÉNEZ ” FACU LTAD DE MET ALUR GIA Y ELECTRO MEC ÁNIC A DEP ARTAM ENTO DE EL ÉCTRI CA TESI S PRES ENT ADA EN OPCI ÓN AL TÍTU LO ACAD ÉMICO DE DOC TOR EN CIEN CIAS TÉCNI CAS TÍ TULO: Desar roll o de herra mientas para la crea ción, model ación y comp roba ción de prot ecci ones eléc tri cas Auto r: MSc. Orl ys Ern esto Torr es Bre ffe Tuto re s: Dr. Anto nio Martínez García Dra. Mir iam Vilarag ut Llan es 2005 Año de la Alte rna tiva Boli vari ana par a las Amér icas De sar ro ll o de he rr am ien ta s pa ra la cre ac ión , mo de la ci ón y com pr ob ac ión de Pr ot ec cio ne s Elé ct ri cas M.Sc . Orlys Ernesto To rres Breffe In st it ut o Sup er ior Mi ne ro Me ta lú rg ico de Mo a Dr. Ant on io Núñ ez Jim én ez �Introducción General 2 Introducción General La ciencia de las protecciones eléctricas tiene poco más de un siglo de existencia. Los primeros dispositivos de protección surgen, por necesidad, al unísono con el primer Sistema Eléctrico de Potencia a finales del siglo XIX. A lo largo del siglo XX, se desarrollan sorprendentemente tanto los conceptos teóricos como la tecnología utilizada en los dispositivos de protección. El siglo XXI augura cambios aún más sorprendentes con modificaciones conceptuales y filosóficas para esta ciencia. Los conceptos desarrollados a principios del siglo pasado, basados fundamentalmente en el empleo de la lógica booleana (protecciones convencionales), aún son la base de la filosofía empleada en la comprensión y el trabajo de los dispositivos digitales que se emplean en la actualidad. La introducción de los Métodos de Inteligencia Artificial amenaza con transformar radicalmente estos conceptos (protecciones inteligentes). A finales del siglo XX tanto la modelación matemática y la simulación de los dispositivos de protección comenzaron a ser una necesidad. Los dispositivos digitales, basados en microprocesadores, han incorporado funciones de protección que evolucionaron en numerosas y necesarias combinaciones lógicas, si se comparan con los clásicos dispositivos de principios de siglo, aumentando las probabilidades de una selección y/o ajuste incorrectos. En la actualidad, un Relé Digital Multifunción, además de constituir la protección integral de un elemento cualquiera del Sistema Eléctrico de Potencia, incluye los instrumentos de medición y control necesarios. Esto ofrece numerosas ventajas en cuanto a la reducción del tamaño de las instalaciones y el costo del mantenimiento, entre otras. �Introducción General 3 Situación problémica Los fabricantes de Relés Digitales modernos precisan de verificar adecuadamente el correcto funcionamiento de cada una de las funciones de protección, medición y control, así como sus combinaciones, antes de introducirlos al mercado. Constantemente se están publicando nuevas versiones del software de bajo nivel de estos dispositivos, ya sea para corregir determinado error encontrado, hacer determinada modificación o mejorar una u otra función de protección, medición o control. Los técnicos que proyectan y/o instalan los sistemas de protecciones digitales, necesitan asegurar o garantizar la correcta selección de las funciones de protección y sus ajustes. De la misma forma, en caso de que se presenten incorrectas operaciones, el problema radica en determinar rápidamente las causas que las provocan. Las numerosas combinaciones lógicas de las funciones de protección incluidas en los Relés Multifunción, así como la complejidad de las mismas, hacen de este proceso de selección, ajuste y búsqueda de las causas de operaciones incorrectas, un proceso lento y costoso. Este problema, tanto desde el punto de vista del fabricante como de los técnicos y proyectistas, se incrementará con el empleo de los Métodos de Inteligencia Artificial en los dispositivos de protección. Estos métodos sencillamente no pueden ser analizados sin la ayuda de una computadora digital potente. Problemas no resueltos A finales del siglo XX las grandes compañías fabricantes de Relés comenzaron con la aplicación de Simuladores Digitales en Tiempo Real que les permitieron verificar el �Introducción General 4 comportamiento de sus Relés antes de introducirlos en el mercado, pero estos simuladores no están al alcance de los técnicos y proyectistas en los países subdesarrollados. Estos simuladores son de dos tipos: en un caso realizan la simulación del Sistema Eléctrico de Potencia para verificar en la práctica los Relés Digitales simulados y en el otro caso, hacen la simulación de las funciones del Relé Digital, utilizando modelos detallados del hardware, el cual comprueban con parámetros de averías generadas en Simuladores Analógicos. Por otra parte, hasta el momento los software que permiten hacer una simulación del Sistema Eléctrico de Potencia y sus Protecciones (EMTP®) no incluyen las Técnicas de Inteligencia Artificial, para estos análisis se emplean otras herramientas informáticas por parte de los investigadores. En nuestro país existe poco desarrollo en la modelación y simulación de protecciones eléctricas. En escasas ocasiones prácticas se utilizan software con modelos fasoriales y estos modelos no permiten hacer un análisis dinámico o transitorio de las instalaciones, el resto no utiliza la simulación. Escasos investigadores han estudiado la modelación y simulación transitoria de algunos dispositivos de protección, pero separando la operación del sistema de potencia y las protecciones eléctricas. No se reportan trabajos de aplicación de las Técnicas de Inteligencia Artificial en las protecciones eléctricas, por tanto no se pueden hacer valoraciones técnicas profundas de las investigaciones realizadas por otros autores. No se fabrican Relés de Protección ni se cuenta con las herramientas adecuadas para hacerlo. �Introducción General 5 Objetivo General Crear una herramienta que permita simular el comportamiento de las funciones de protección de un sistema convencional o inteligente, que esté instalado o se pretenda instalar, a partir de los datos de averías simuladas (al unísono) en el propio Sistema Eléctrico de Potencia, que permita predecir las operaciones incorrectas en las protecciones y buscar sus soluciones. Hipótesis Si se crea una herramienta computacional que involucre no sólo la modelación y simulación de los dispositivos de protección sino incluso, de los elementos del Sistema Eléctrico de Potencia, se podrá facilitar el proceso de verificación del comportamiento de los sistemas de protección instalados o que estén en proyección. Adicionalmente, esta herramienta virtual ayudará a investigadores relacionados con las protecciones eléctricas en la búsqueda de nuevas soluciones, tanto con la tecnología convencional como con la aplicación de los Métodos de Inteligencia Artificial. La herramienta a crear debe ser capaz de conectarse, mediante tarjetas interfases, a señales eléctricas provenientes de simuladores analógicos o de instalaciones reales, para así verificar el comportamiento de los métodos de medición utilizados en las nuevas funciones de protección creadas. Novedades del trabajo 1. La creación de una Biblioteca en el SIMULINK del MATLAB que incluya los dispositivos de protección más utilizados en la práctica, así como soportar los dispositivos basados en técnicas de inteligencia artificial y que permita predecir el �Introducción General 6 comportamiento ante fenómenos transitorios de los sistemas de protecciones completos a partir de la simulación del sistema eléctrico de potencia y sus protecciones eléctricas como una unidad. 2. Obtener los patrones de entrenamiento, entrenar una Red de Neuronas Artificiales para ser utilizada en específico en la protección de Transformadores de Potencia y que opere correctamente, para aquellos regímenes más difíciles de identificar, incluso con determinados defectos en los instrumentos de medición como la apertura de un conductor en el circuito secundario de los transformadores de corriente. Tareas de la investigación: Para hacer esta investigación el autor se propuso las siguientes etapas: 1. Investigar el desarrollo tecnológico y científico de las protecciones eléctricas desde su surgimiento, para lograr una fundamentación coherente del por qué del empleo de los simuladores digitales de protección, así como para hacer una valoración de los trabajos anteriores relacionados con la modelación de dispositivos de protección. 2. Investigar el desarrollo y las aplicaciones de las Técnicas de Inteligencia Artificial en las Protecciones Eléctricas. 3. Seleccionar la herramienta matemática o plataforma de programación y crear sobre ella la Biblioteca Virtual de Protecciones Eléctricas que permita simular al unísono un Sistema de Potencia cualquiera y sus protecciones. 4. Hacer la modelación matemática de los dispositivos secundarios convencionales mayormente utilizados en la práctica nacional. �Introducción General 7 5. Validar en tiempo real los modelos matemáticos creados, empleando tarjetas interfases, comparando su funcionamiento con el de los Relés reales. 6. Simular, con la herramienta creada, instalaciones importantes de protecciones eléctricas reales del país y verificar sus comportamientos. En caso de encontrar deficiencias concretas, verificar las soluciones antes de proponerlas, utilizando la propia herramienta. 7. Proponer un Relé Inteligente basado en Redes de Neuronas Artificiales y comprobar su funcionamiento comparándolo con una aplicación real de protecciones convencionales. El documento se divide en 4 capítulos en los cuales se resuelven las tareas anteriormente enumeradas. El capítulo inicial se dedica a describir el estado actual de la modelación, simulación y comprobación de protecciones eléctricas en el ámbito internacional. En el segundo capítulo se desarrollan y comprueban los modelos de los dispositivos de protecciones creándose una Biblioteca Virtual de Protecciones Eléctricas. Estos modelos se emplean en la simulación de las protecciones eléctricas de instalaciones industriales reales del territorio de MOA (Cuba), lo cual se encuentra en el tercer capítulo. El último capítulo se dedica a la creación, entrenamiento y verificación de un Relé basado en Redes de Neuronas Artificiales para la protección de un transformador de potencia, mostrando sus ventajas con respecto a los Relés convencionales simulados y estudiados en el tercer capítulo. �Resumen de la Tesis 8 Capítulo I. Actualidad en la Modelación y Simulación de Protecciones Se presenta una panorámica del desarrollo actual de la modelación matemática de las protecciones eléctricas en la que se destaca el desarrollo de software tales como EMTP® y MATLAB®, para la simulación de Sistemas Eléctricos de Potencias con sus protecciones. Se reconoce como modelo matemático de Relés de Protección al conjunto de ecuaciones que describen las características de operación de los mismos. Estas características pueden ser disímiles: corrientes versus tiempo, corriente diferencial versus corriente de retención, resistencia versus reactancia, entre otras. Hoy día, los fabricantes de Relés simulan sus diseños y nuevos métodos de protección en las computadoras. Los modelos empleados en estos casos son modelos detallados del hardware, que resultarían inadecuados para la simulación del comportamiento de un Sistema Eléctrico de Potencia y sus protecciones. Los modelos genéricos resultan suficientes para el análisis y prevención de las operaciones incorrectas en sistemas de protecciones eléctricas instalados o que se pretendan instalar en un Sistema Eléctrico de Potencia cualquiera. Estos modelos son mucho más representativos que los modelos fasoriales que utilizan los valores eficaces calculados mediante métodos matriciales. En la modelación genérica de los dispositivos de protección se está empleando el método de caja negra, donde se relacionan matemáticamente las entradas y salidas de un dispositivo determinado. Esta variante, aunque es la más utilizada, presenta inconveniente Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Capítulo I. Actualidad en la Modelación y Simulación de Protecciones Eléctricas 9 en la modelación de los Relés Electromecánicos; dado que en estos, influyen otras variables en su funcionamiento. Los dispositivos basados en técnicas de inteligencia artificial, ampliamente investigados en la actualidad, pero de muy poca aplicación real o comercial, no pueden ser puestos en funcionamiento sin el uso de simuladores. Muchos de estos dispositivos aprenden o precisan de reglas de conocimientos, es decir, no necesitan de ser ajustados, por lo que el empleo de simuladores que brinden los datos necesarios para el aprendizaje, son imprescindibles. Los actuales estudios de protecciones, basadas en Redes de Neuronas Artificiales (RNA), emplean el simulador EMTP® y crean, entrenan y comprueban la RNA utilizando MATLAB® u otras herramientas matemáticas. �Resumen de la Tesis 10 Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protección Se construyeron los modelos matemáticos de varios dispositivos de protección y se simularon utilizando el software MATLAB/Simulink. En la Biblioteca Power System Blockset de Simulink existen varios modelos de los elementos del Sistema Eléctrico de Potencia (transformadores, generadores, líneas, motores, entre otros) así como algunos dispositivos de protección tales como los descargadores valvulares, interruptores de potencia, entre otros que se utilizan en la modelación matemática de un sistema de protecciones. En este capítulo se construyeron modelos para Transformadores de Corriente dado que no existen en MATLAB, así como el modelo genérico de varios Relés de Protección de mayor utilización en la práctica nacional. Modelación y simulación de Transformadores de corriente El conjunto de ecuaciones utilizadas para la modelación matemática de los transformadores de corriente se muestra a continuación: i' P = iP K TC i0 = i ' P − iS ψ = f (i0 ) I S (s) = (RH s ψ (s) + s ⋅ LH ) Donde: Ip: corriente del devanado primario Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 11 I’p: corriente del primario referida al secundario Is: corriente del devanado secundario KTC: relación de transformación de corriente Io: corriente de magnetización ψ: concatenaciones totales de Flujo RH: resistencia equivalente calculada a partir de la suma de la resistencia interna del devanado secundario y la carga. XH: reactancia equivalente calculada a partir de la suma de la reactancia interna del devanado secundario y la carga. s: operador de Laplace Figura 1.0. Modelo en Simulink para la simulación de un TC monofásico considerando la saturación a través de una sola curva de histéresis y la máscara dinámica para identificar el modelo con el TC que se desea estudiar. �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 12 Estas ecuaciones se obtuvieron con la aplicación de las Leyes de Kirchhoff al circuito equivalente del Transformador de Corriente. Son fundamentalmente ecuaciones diferenciales de primer orden, pero la relación entre las concatenaciones totales de flujo (ψ) y la corriente de magnetización es una relación no lineal, que representa los fenómenos de histéresis del núcleo. Se construyó un modelo en Simulink (figura 1.0) para la simulación de los Transformadores de Corriente el cual utiliza una sola curva para simular la histéresis del núcleo, mediante una tabla de búsqueda (look up table). También se muestra la máscara dinámica creada para que el usuario introduzca los datos que identifican el Transformador de Corriente que se desea simular. 120 100 Corriente secundaria (A) 80 60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Tiempo(s) Figura 2.0. Corriente ideal (línea discontinua) y real (línea continua), simuladas con el modelo del TC de 100/5, R = 1.58 y X = 4.52 utilizando la función tangencial hiperbólica para simular la alinealidad del núcleo. Devanado secundario en cortocircuito. La corriente simulada es de 10 veces la nominal. También se creó un modelo de transformador de corriente trifásico, construido a partir de la unión de tres transformadores de corriente monofásicos, en el que adicionalmente a la �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 13 curva de saturación del núcleo se permite cambiar la conexión de los devanados del secundario. En la figura 2.0 se muestra los resultados de la simulación de un TC monofásico con corriente mayores a 10 veces la nominal y con componentes de directa, muy frecuentes en los cortocircuito de los sistemas eléctricos de potencia. En la figura 3.0 se muestra la dependencia de la deformación de la onda de la corriente en el secundario con relación a la componente resistiva o reactiva de la impedancia 80 80 60 60 40 40 20 20 Corriente (A) Corriente (A) equivalente del circuito secundario del Transformador de Corriente. 0 -20 -40 -20 -40 -60 -60 -80 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 Tiempo(s) a) Figura 3.0. 0.08 0.09 0.1 -80 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 Tiempo(s) b) Corrientes secundarias, ideal y real simulada, de un TC, con una intensidad de 10 veces el valor nominal. Cargas a) resistiva pura b) mayormente inductiva. El TC simulado posee los mismos datos que el utilizado en la figura 2.0 Cuando la componente resistiva es mayor (figura 3.0 a), la deformación es visualmente menor y dura mucho menos ciclos si se compara con la corriente cuando la impedancia es mayormente inductiva (figura 3.0 b). Adicionalmente se comprobó la validez de los modelos comparándolos con los resultados de dos ensayos a Transformadores de Corriente reales y las formas de onda son muy similares. Como curva de excitación se utilizó la función tangencial hiperbólica. �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 14 Modelación y Simulación de Relés de protección Los modelos de los Relés de Protección se realizaron según el método de caja negra, tomando como señal de entrada los parámetros eléctricos que utilizan en su funcionamiento y como señal de salida, el estado del contacto de disparo. La salida “0” significa que el dispositivo virtual (modelo) ha operado. Figura 4.0. Modelo en Simulink para un Relé de Porcentaje Diferencial de doble rampa, pero representa la generalidad de los modelos creados. En la figura 4.0 se muestra el modelo de un Relé Porcentaje Diferencial donde se pueden observar las características fundamentales de la modelación empleada en Simulink para cualquier Relé. Las salidas del modelo son controladas por el estado de la variable A, la cual es modificada por el usuario en las máscaras dinámicas que se crearon para este fin. En este caso, el modelo utiliza tres señales de corriente y una salida. El bloque Trip Color permite cambiar el color del modelo durante la modelación, si el dispositivo modelado ha operado. Se modelaron los siguientes dispositivos, que se enumerarán en forma general utilizando la numeración ANSI/IEEE: �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas • 15 Relés de Magnitud o Relés de Sobrecorriente (50 y 51) o Relés de Baja y Alta Tensión (27 y 59) o Relés de Baja y Alta Frecuencia (81 U/O) • Relés Direccionales (67 y 32) • Relés de Distancia (21) • Relés Diferenciales (87) Los Relés de magnitud son aquellos que utilizan una sola variable o parámetro eléctrico para su funcionamiento. Dentro de estos se modelaron varios tipos de Relés de Sobrecorriente, Relés de Sobrecorriente de Tiempo Inverso y Tiempo Definido. Los Relés de tiempo definido con tiempo cero, imitan los Relés de Sobrecorriente instantáneos. Se crearon los siguientes modelos de Relés de Sobrecorriente: • Relés de fase de Tiempo Definido e Inverso. • Relés de Secuencia Cero de Tiempo Definido e Inverso. • Relés de Secuencia Negativa de Tiempo Definido e Inverso. • Relés con Restricción por Tensión. Estos Relés pueden ser seleccionados en la biblioteca y ser instalados en un modelo de Power System Blockset de Simulink, para ser una simulación de una instalación real cualquiera. Todos los Relés de Sobrecorriente modelados son de amplia utilización en la práctica nacional e internacional. Las curvas de tiempo contra corriente modeladas responden a los estándares ANSI, IAC, IEC. �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 16 Se construyeron los modelos de varios Relés Direccionales, tanto los Relés Direccionales de comparación de fase, como los Relés Direccionales de potencia. Adicionalmente se incluyen los Relés Direccionales de Sobrecorriente (67). En sus variantes monofásicas y trifásicas, así como los Relés Direccionales de Secuencia Cero. Las ecuaciones que permitieron modelar estos Relés son las siguientes: Cos (ϕ sm − ϕ r ) = Cos (ϕ sm − (ϕ u − ϕ i )) > 0 Pr = Ur ⋅ Ir ⋅ Cos (ϕ sm − ϕ r ) donde: ϕ r: ángulo de desfase entre las señales de tensión y corriente medidas por el Relé Direccional. ϕu : ángulo de desfase de la tensión medido por el Relé Direccional. ϕi : ángulo de desfase de la corriente medida por el Relé Direccional ϕsm: ángulo de máxima sensibilidad ajustado en el Relé Direccional o característico del mismo. Ur: valor eficaz de la tensión medida por el Relé Direccional. Ir: valor eficaz de la corriente medida por el Relé Direccional. Pr: potencia medida por el Relé Direccional. Modelos de Relés de Distancia también fueron incluidos en la biblioteca creada. Se pueden simular dos tipos fundamentales de Relés de Distancia, basado en un modelo de comparación de fase, los del tipo MHO y los Elípticos. Las ecuaciones son las siguientes: Z2 = Ur Ir Z op = Z 2 − Z 1 Z pol = Z 2 Donde: Ur: valor complejo de la tensión medida en el Relé de Distancia. Ir: valor complejo de la corriente medida en el Relé de Distancia. Z1: valor complejo de la impedancia ajustada en el Relé de Distancia. Z2: valor complejo de la impedancia medida en el Relé de Distancia. Zop: impedancia de operación calculada en el Relé de Distancia. Zpol: impedancia de polarización calculada en el Relé de Distancia. �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 17 Igualmente se simularon varios tipos de Relés Diferenciales. Los Relés Diferenciales de Sobrecorriente, así como los de Porcentaje Diferencial de una y dos rampas, con diferentes comportamiento en dependencia de las corrientes de retensión. Las ecuaciones para modelar un Relé Diferencial de 2 rampas es la siguiente: Iop = I 1 − I 2 Iret = máximo( I 1 , I 2 ) Si Iret ≤ 1 pu y Iop > Is1 entonces opera Si 1 pu < Iret < Is 2 y Iop > K 1 ⋅ Iret entonces opera Si Iret ≥ Is 2 y Iop > K 2 ⋅ Iret entonces opera Donde: Iop: valor eficaz de la corriente diferencial calculada en el Relé Diferencial. Iaj: valor eficaz de la corriente preestablecida en el Relé Diferencial por encima de la cual opera. I1: valor complejo de la corriente medida por el Relé Diferencial en un terminal del elemento protegido. I2: valor complejo de la corriente medida por el Relé Diferencial en el otro terminal del elemento protegido. Iret: valor eficaz de la corriente de retención del Relé. K1: coeficiente de retención ajustable en el Relé. Is1: corriente ajustable que establece el mínimo valor de corriente de operación del Relé. Is2: corriente de retención del Relé Diferencial por encima de la cual se cambia a la segunda rampa K2: coeficiente de retención de la segunda rampa Validación práctica los modelos de Relés de Protección Para validar el funcionamiento de los Relés de Protección creados, se utilizó la posibilidad de MATLAB para el trabajo en tiempo real a través del equipo dSPACE, que es una interfase para la adquisición de datos. En la figura 6.0 se muestra un diagrama monolineal de la instalación utilizada. �Capítulo II. Modelación Matemática, Simulación y Comprobación de Dispositivos de Protecciones Eléctricas 18 a) b) Figura 6.0. a) Esquema simplificado del experimento para la protección digital de un motor de inducción. b) Vista frontal del dSPACE Se experimentó con varios tipos de defectos y averías en el motor: cortocircuitos multifásicos y monofásicos a tierra en el motor, sobrecargas simétricas y asimétricas, baja y sobre tensión, entre otros, los cuales se repitieron más de 20 veces cada uno. Los resultados de la operación de la protección computarizada mostraron que los modelos simulados en MATLAB responden como lo hacen sus homólogos en la práctica. En la figura 7.0 se muestra la forma de onda de la corriente del estator durante el proceso de arranque y durante un cortocircuito bifásico en el terminal del motor que es desconectado. a) b) Figura 7.0. Imagen capturada desde el osciloscopio digital, que presenta las corrientes en la fase A del motor referida al secundario del TC a) durante el arranque b) durante un fallo bifásico a tierra que involucró las fases A y C. �Resumen de la Tesis 19 Capítulo III. Simulación de las Protecciones Convencionales para Transformadores de Potencia En este capítulo se simulan las protecciones instaladas en dos transformadores de potencia diferentes correspondientes a subestaciones industriales reales. Los casos de estudios corresponden con los Transformadores de Potencia de las empresas niquelíferas Comandante Pedro Soto Alba y Comandante Ernesto Che Guevara. En ambos Transformadores de Potencia, que tienen características diferentes en cuanto a la potencia nominal, la conexión del neutro, entre otros aspectos, están siendo protegidos por Relés basados en microprocesadores de la firma General Electric Power Management. Los Relés SR-745 (protección integral de transformadores) y SR-750 (protección integral de alimentadores) están interconectados para proteger a los transformadores contra todos los defectos tanto interno como externos a los mismos. Caso de estudio I. Protección del Transformador de Potencia perteneciente a la Empresa Comandante Pedro Soto Alba (PSA). En la figura 8.0 se muestra un diagrama monolineal de las funciones de protección instaladas en los Relés SR-745 y SR-750. Este diagrama se construyó a partir de los ficheros de ajustes extraídos de los Relés Digitales, los planos de instalación y las entrevistas con los técnicos y especialistas de la empresa. A partir de los niveles de corrientes de cortocircuitos y los datos generales de la instalación, se modeló el Sistema Eléctrico de Potencia y sus protecciones. Utilizando los modelos de Relés de la Biblioteca Virtual de Protecciones Eléctricas creada en MATLAB/Simulink, se Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Capítulo IIII. Simulación de las Protecciones Convencionales para Transformadores de Potencia 20 modelaron las funciones de protección de los Relés Digitales Multifunción SR-745 y SR750. Figura 8.0. Esquema simplificado del sistema de protección del Transformador de la Subestación en la empresa Comandante Pedro Soto Alba, utilizando la simbología ANSI. En la figura 9.0 se muestra el modelo creado en Simulink para la simulación de las protecciones eléctricas en el transformador de potencia de la PSA. Se simularon muchas averías tanto internas como externas, se simuló la magnetización durante las condiciones más severas, tanto por el primario como por el secundario, entre otros muchos regímenes para verificar el comportamiento de las protecciones instaladas. Luego de realizada la simulación, se detectaron las siguientes dificultades: 1. Ajustes incorrectos en la función de Porcentaje Diferencial 2. Ajustes incorrectos en la función Diferencial Instantánea 3. Demoras excesivas para la acción contra cortocircuitos externos en el secundario �Capítulo IIII. Simulación de las Protecciones Convencionales para Transformadores de Potencia 21 4. No existe protección contra Sobretensiones A A A B B B C C C No Fault No Fault 3-Phase Fault5 A A N B 3-Phase Fault1 A A1 B B1 C com C C1 3-Phase Breaker C NOT Out In C1 n Scope1 A B1 B C C C1 I3f Scope2 I3f TC wye 1600/1 A B C A A A B C A B B C C Vabc com Iabc B C 3-Phase Breaker1 Three-Phase V-I Measurement Iabc 1.048e-012 PQ 3-phase Instantaneous Active & Reactive Power TP Display1 Controlled Timer A1 A Vabc If Ground Resistor 25.4 Ohm 1 NOT Fault ABC 3-Phase Fault6 A TC wye 1600/5 Three-phase T ransformer Locker 1 (86)1 Timer2 B1 TC 1 A 200/5 Out C B b c C B C A1 a B A B 3-Phase Fault3 I3f TC wye 200/5 Start Reset A B A No Fault 3-Phase Fault2 A B C No Fault u O u O u O 1.434e-017 Display A B C c b a U A B C 3-Phase Series RLC Load 0 Display2 NOT In NOT Out Start Reset Controlled Timer1 Out Locker 2 (86) Open wires Timer1 Iabc_P Out Out In Iabc_S AND Uph em SR-745 Iabc Out In SR-750 Figura 9.0. Esquema en Simulink para el análisis del comportamiento del transformador de la Empresa Comandante Pedro Soto Alba. Las dificultades en la función de Porcentaje Diferencial se refieren a tres aspectos relacionados con la corriente mínima, el nivel (%) de la segunda rampa y el mecanismo de bloqueo por armónicos. La corriente mínima está ajustada a un valor muy pequeño y se demuestra que este ajuste provoca la activación de esta función cuando un conductor del secundario de uno de los TCs está abierto y la carga aumenta por encima del 30% de la nominal. El ajuste relacionado con la segunda rampa es igualmente elevado y se demuestra que provoca la insensibilidad de la función de protección para cortocircuitos internos, si el interruptor del secundario está abierto. También se propone activar el mecanismo de bloqueo por segundos armónicos solo durante la magnetización, evitando con esto demoras de las protecciones si los cortocircuitos internos saturaran a los TCs. �Capítulo IIII. Simulación de las Protecciones Convencionales para Transformadores de Potencia 22 Todas las deficiencias encontradas fueron demostradas utilizando regímenes de máximas y mínima sensibilidad a través de la simulación. Las recomendaciones no solo se limitaron al reajuste de algunas funciones de protección sino incluso a la selección de otras funciones que evitaran los retardos de tiempos. De la misma forma se ofrecieron otras sugerencias en aspectos relacionados con el trabajo y la función de los Relés de la familia SR. Caso de estudio II. Protección del Transformador de Potencia perteneciente a la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara (ECG). El esquema de protecciones instalado en el Transformador de Potencia de esta empresa fue facilitado por los técnicos (especialistas) de la misma. Las conexiones del neutro en este caso son diferentes, así como existen más funciones activadas en cada Relé Multifunción. Se hicieron simulaciones a diferentes regímenes de los que se conocen que pueden afectar el correcto funcionamiento de las funciones de protección activadas. Luego de simulado el sistema y sus protecciones, se descubrieron las siguientes dificultades: 1. No existe protección contra fallas a tierra en el devanado primario si el neutro está desconectado. 2. Incorrecta selección de las funciones de protección contra fallas a tierra devanado secundario. 3. Ajustes incorrectos en la función de Porcentaje Diferencial. 4. Ajustes incorrectos en la función Diferencial instantánea 5. No existe protección contra fallas multifásicas externas en el secundario 6. No existe protección contra Sobretensiones. en el �Capítulo IIII. Simulación de las Protecciones Convencionales para Transformadores de Potencia 23 De la misma forma en que se realizó para el caso de estudio 1, todas las dificultades fueron demostradas a través de la simulación y se ofrecieron variantes para cada una de ellas. Igualmente cada una de las variantes fue verificada en las condiciones más severas de operación. En cada caso se ofrecieron los valores de ajustes correspondientes. En este capítulo se evidenció la necesidad del empleo de la simulación adecuada para determinar las causas de las incorrectas operaciones de los sistemas de protecciones que ya están instalados, así como para proponer mejoras de forma rápida y eficaz evitando que se repitan en el futuro. Adicionalmente se muestra la eficacia del empleo de la Biblioteca Virtual de Protecciones Eléctricas creada sobre MATLAB/Simulink para la validación y comprobación de sistemas complejos de protecciones eléctricas, aún con la utilización de Relés Multifunción. �Resumen de la Tesis 24 Capítulo IV. Protección de un Transformador de Potencia utilizando Redes de Neuronas Artificiales En este capítulo se muestra la propuesta de un Relé basado en Redes de Neuronas Artificiales para la protección de un Transformador de Potencia, que no tiene las dificultades que aún muestran las protecciones convencionales basadas en la lógica booleana. Figura 10.0. Diagrama en bloques de los componentes del Relé basado en RNA Se escoge un Relé para la protección del transformador de potencia considerado en el caso de estudio II del capítulo III, que tiene el devanado del primario conectado en estrella y el secundario está conectado en delta. El Relé propuesto se muestra en la figura 10.0, el cual está conectado a los transformadores de corriente de las fases de ambos devanados y el neutro. Como se observa, la RNA es solo un bloque dentro del Relé. Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Capítulo IV. Simulación de la protección de un Transformador de Potencia utilizando Redes Neuronales Artificiales 25 Estructura de la RNA En este trabajo se hizo énfasis fundamentalmente en los últimos 3 bloques, lográndose a través de subrutinas apropiadamente escritas en MATLAB. El bloque RNA está representado por una RNA de 2 capas ocultas, con 35 neuronas en la capa de entrada y 3 neuronas en la capa de salida, con la que se puede diferenciar entre un régimen normal (RN) un fallo interno (FI) o un fallo externo (FE). La primera capa oculta se construyó con 18 neuronas con función tangencial sigmoidal, al igual que la segunda capa oculta con 10 neuronas, pero en la capa de salida se utilizó la función logarítmica sigmoidal. Se empleo una Red multicapa con propagación hacia delante (MFNN). Se empleó una ventana de datos de 5 muestras para conformar la entrada de la RNA, a una frecuencia de muestreo de 960 Hz (16 muestras por ciclos) Entrenamiento de la RNA El entrenamiento se realizó a través de regímenes simulados en un modelo en MATLAB/Simulink, utilizando el método de entrenamiento supervisado con propagación del error hacia atrás. Las simulaciones fueron ejecutadas mediante el método ode23tb (stiff/TRBDF2) con intervalos de temporización variables, pero que lograban un muestreo mucho más rápido que 6µs. Cada régimen fue almacenado en ficheros con nombres codificados y almacenados en listas (celdas) de variables. Se utilizaron 2652 regímenes entre cortocircuitos externos e internos que involucraron todas las fases, procesos de magnetización, regímenes normales, con ambos interruptores conectados o solo uno de ellos, el neutro desconectado o conectado y diferentes �Capítulo IV. Simulación de la protección de un Transformador de Potencia utilizando Redes Neuronales Artificiales 26 conductores del secundario de los TCs en estado abierto. Esto generó un entrenamiento de 678912 patrones. Luego de entrenada la RNA se comprobó su operación para regímenes diferentes a los que fue entrenada y su comportamiento fue satisfactorio. En ningún caso la red mostró resultados inadecuados o diferentes a la condición comprobada. En la figura 11.0 se muestra el comportamiento de la RNA para el caso de un cortocircuito interno en el transformador que provoca la saturación profunda (errores de hasta el 20%) del TC del primario. Este caso puede provocar demoras excesivas en las protecciones convencionales dado que la onda deformada de la corriente del secundario, puede ser fuente de armónicos de segundo orden que puedan bloquear la operación de la función de Porcentaje Diferencial. En este caso, la RNA muestra claramente una salida indicando un cortocircuito interno sin demoras, después de leer 5 muestras de las señales de corriente de cada fase. Azul (…) (FASE A) Rojo ( - ) (FASE B) Verde (- -) (FASE C) Corrientes de fase (A) 60 1 0.9 40 0.8 0.7 20 Verde (ο) (RN) Rojo (x) (FI) Azul (∆) (FE) 0.6 0.5 0 0.4 -20 0.3 0.2 -40 0.1 -60 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0 140 Tiempo (s) 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Ventanas de medición Figura 11.0. Ensayo de la RNA para un régimen normal seguido por cortocircuito trifásico interno, en condiciones de máxima generación que provocó la saturación profunda de los TCs del primario. a) Corrientes en las fases del primario, b) Salidas de la RNA para este ensayo. �Capítulo IV. Simulación de la protección de un Transformador de Potencia utilizando Redes Neuronales Artificiales 27 En la figura 12.0 se muestra el comportamiento de la RNA para otro caso típico que puede provocar el incorrecto funcionamiento de las protecciones convencionales, un cortocircuito monofásico en el primario justo en el momento de la magnetización. En el proceso de magnetización se genera una cantidad de armónicos que puede demorar la operación de la protección de Porcentaje Diferencial. En este caso la RNA muestra claramente una salida indicando Fallo Interno (x FI). Azul (…) (FASE A) Rojo ( - ) (FASE B) Verde (- -) (FASE C) 1 15 0.9 Salidas de la RNA Corrientes de fase (A) 20 10 5 0 -5 0.8 0.7 0.6 Verde (ο) (RN) Rojo (x) (FI) Azul (∆) (FE) 0.5 0.4 0.3 0.2 -10 0.1 -15 0 0.05 0.1 Tiempo (s) 0.15 0.2 0.25 0 0 5 10 15 Ventanas de medición Figura 12.0 Ensayo de la RNA para un fallo monofásico en fase A, interno en el devanado primario, con el neutro conectado a tierra justo en el momento de la energización para las condiciones de mayor generación de armónicos. a) Corrientes referidas al secundario de los TC, b) Salidas de la RNA. Un caso seguro de operación incorrecta de las protecciones convencionales son las sobrecorrientes si existe un conductor en el devanado secundario de los transformadores de corriente abierto. En la figura 13.0 se muestra la operación de la RNA para el caso de un cortocircuito externo a máxima generación, pero la fase A del secundario de los transformadores de corrientes está abierta. La salida de la RNA muestra claramente un cortocircuito externo. Muchos fueron los casos complejos en los que fue comprobada la RNA y en todos los casos se comportó correctamente indicando el tipo de régimen que se estaba �Capítulo IV. Simulación de la protección de un Transformador de Potencia utilizando Redes Neuronales Artificiales 28 comprobando. Incluyendo los casos de apertura de conductores en el secundario de los TCs que provoca inevitablemente disparos incorrectos en las funciones diferenciales. 30 1 0.8 Salidas de la RNA Corrientes de fase (A) 0.9 Azul (…) (FASE A) Rojo ( - ) (FASE B) Verde (- -) (FASE C) 20 10 0 -10 0.7 0.6 0.5 0.4 Verde (ο) (RN) Rojo (x) (FI) Azul (∆) (FE) 0.3 0.2 -20 0.1 -30 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0 100 120 140 160 180 Tiempo (s) Ventanas de medición a) b) 200 220 Figura 13.0. Ensayo de la RNA para una un cortocircuito trifásico externo en el secundario a 10 ciclos después de energizado el transformador de potencia, con la fase A del secundario de los TC, abierta. a) Corrientes en las fases, la fase A está solo mostrada virtualmente (línea de puntos). b) Salidas de la RNA para este ensayo. En este capítulo se demuestra que los Relés basados en RNA son superiores a los convencionales, dado que son más eficaces y pueden ser entrenados para las condiciones más complejas y severas que pudieran provocar incorrectas operaciones en los dispositivos convencionales. Adicionalmente se corrobora que MATLAB es una herramienta adecuada para la implementación de la Biblioteca Virtual de Protecciones Eléctricas, dado que posee herramientas para el tratamiento de protecciones que utilizan las técnicas de Inteligencia Artificial. �Resumen de la Tesis 29 Conclusiones Generales • De los programas simuladores digitales analizados, MATLAB\Simulink fue seleccionado y demostró ser un programa informático adecuado para la simulación de modelos matemáticos de los dispositivos de protecciones tanto primarios como secundarios más empleados en la práctica nacional y además permite crear dispositivos virtuales basados en las Técnicas de Inteligencia Artificial. • Los modelos matemáticos creados que conforman la Biblioteca Virtual de Protecciones en MATLAB\Simulink, demostraron operar iguales a sus homólogos prácticos, utilizando para ello las tarjetas interfases del sistema dSPACE en la protección computarizada de un motor de inducción. • La aplicación de la Biblioteca Virtual creada por el autor permitió detectar numerosas deficiencias en las instalaciones de protección de los Transformadores de Potencia de las Empresas Comandante Pedro Soto Alba y Comandante Ernesto Che Guevara, así como proponer variantes de soluciones para cada deficiencia encontrada. • Se confeccionó un Relé Inteligente para la protección del Transformador de Potencia de la Empresa Comandante Ernesto Che Guevara. El Relé basado en una Red de Neuronas Artificiales con ventana de tiempo, con un total de 35 neuronas en la capa de entrada, 18 en la primera capa oculta, 10 en la segunda y con 3 neuronas de salida. Este Relé demostró la capacidad de diferenciar entre los regímenes normales, fallos internos y externos, incluyendo la apertura de un conductor en el circuito diferencial secundario, cuestión no analizada con anterioridad por otro autor. Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Resumen de la Tesis 30 Recomendaciones Finalmente se recomienda lo siguiente: • Continuar las investigaciones para introducir otros modelos en la Biblioteca Virtual representativos de nuevas funciones de protección como las Distancias dinámicas y las Direccionales con memoria, así como modelos de Relés basados en Redes de Neuronas Artificiales para la protección de redes y generadores eléctricos contra fallas monofásicas en sistemas aislados, entre otros. • Continuar trabajando y perfeccionando la modelación matemática de los Transformadores de Corriente de tal forma que se pueda añadir a la Biblioteca Virtual, un modelo de Transformador de Corriente genérico con un proceso de histéresis que permita representar todos los fenómenos que ocurren en la realidad. • Lograr una modelación matemática menos rigurosa de los elementos del Sistema Eléctrico de Potencia con el fin de ganar en velocidad de modelación y reducir las exigencias del hardware de la PC que se utilice. • Adquirir un sistema dSPACE para fomentar la creación en el país de nuevos Relés Digitales con novedosas funciones de protección e iniciar la producción nacional de Relés Digitales Inteligentes. • Utilizar la herramienta creada en la verificación de los sistemas de protección digitales multifunción, instalados en el Sistema Eléctrico de Potencia del país. Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de Protecciones Eléctricas M.Sc. Orlys Ernesto Torres Breffe Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez �Resumen de la Tesis 31 Bibliografía del autor: 1. TORRES, O. E. Et al. Simulación de Transformadores de Corrientes en MATLAB/ SIMULINK. Ingeniería Energética. 1(3), 2004. 2. TORRES , O. E. Protección Computarizada de un motor de inducción utilizando el Sistema dSPACE y una biblioteca de protecciones eléctricas hecha en MATLAB/SIMULINK. Ingeniería Energética. 1(3), 2004. 3. DÍAZ, R. Y. Relé para la protección de un Transformador de Potencia basado en Redes Neuronales Artificiales. Orlys E. Torres Breffe (Tutor). Trabajo de Diploma. ISMM. Dr Antonio Núñez Jiménez, 2004._69h. 4. TORRES, O. E. TURSCHNER, D. Protección Computarizada de Motores. IV Conferencia Internacional de Aprovechamiento de los Recursos Minerales y el Desarrollo Sostenible: ELECMEC’2004._MOA, 2004. 5. MULET, C. 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Title A name given to the resource Desarrollo de herramientas para la creación, modelación y comprobación de protecciones eléctricas Creator An entity primarily responsible for making the resource Orlys Ernesto Torres Breffe 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 2005 Type The nature or genre of the resource Tesis doctoral